[發(fā)明專利]一種電磁激勵超重力振動臺模擬裝置及模擬方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010568450.6 | 申請日： | 2020-06-19 |
| 公開（公告）號： | CN111751072A | 公開（公告）日： | 2020-10-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李洪江;童立元;劉松玉;古文博 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號： | G01M7/06 | 分類號： | G01M7/06;G01N3/02;G01N3/32;G01N3/24 |
| 代理公司： | 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206 | 代理人： | 許小莉 |
| 地址： | 210096 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電磁 激勵 重力 振動 模擬 裝置 方法 | ||
1.一種電磁激勵超重力振動臺模擬裝置，其特征在于：包括電磁激勵超重力系統(tǒng)、振動臺系統(tǒng)和操作系統(tǒng)；所述振動臺系統(tǒng)內(nèi)置于電磁激勵超重力系統(tǒng)中間且其軸線與電磁激勵超重力系統(tǒng)的軸線重合，所述操作系統(tǒng)由供電電源和計算機組成；所述電磁激勵超重力系統(tǒng)包括赫姆霍茲線圈、高強亞克力板框架和支撐腳；所述赫姆霍茲線圈是一對相互間距等于上下線圈半徑的共軸線圈，上下兩線圈間用一根導(dǎo)線串聯(lián)，在輸入電流以后兩線圈沿軸線方向的磁場方向一致，相互疊加后在中間區(qū)域產(chǎn)生與軸線平行的均勻磁場，所述高強亞克力板框架將上下線圈密封住，所述支撐腳位于所述高強亞克力板框架底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁激勵超重力振動臺模擬裝置，其特征在于：所述上下線圈的銅線繞制匝數(shù)和方向完全相同，每個線圈的繞線匝數(shù)大于100匝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁激勵超重力振動臺模擬裝置，其特征在于：所述支撐腳為四個均勻分布且尺寸大小相同的塑料圓柱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁激勵超重力振動臺模擬裝置，其特征在于：所述振動臺系統(tǒng)包括疊層剪切箱、彈性桿和雙向振動臺；所述疊層剪切箱由多個正方形框架疊合而成，每個正方形框架上設(shè)有圓形通孔，彈性桿穿過每個正方形框架上的圓形通孔將多個正方形框架串成疊層剪切箱，所述疊層剪切箱內(nèi)部裝有摻和磁粉的土樣且所述疊層剪切箱及其彈性桿必須是非金屬材料，不允許被磁化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁激勵超重力振動臺模擬裝置，其特征在于：所述正方形框架邊長須小于上下線圈半徑尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁激勵超重力振動臺模擬裝置，其特征在于：所述供電電源采用可變換電流大小的供電電源用于實現(xiàn)對上下線圈間磁場強度的改變。
7.一種用權(quán)利要求1-6之一所述的電磁激勵超重力振動臺模擬裝置進行電磁激勵超重力振動臺模擬的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
（1）配制摻和磁粉的測試土樣裝入疊層剪切箱內(nèi)，并布設(shè)所需要的試驗測試傳感器;
（2）將裝有摻和磁粉土樣的疊層剪切箱放置進電磁激勵超重力系統(tǒng)內(nèi)部，并使其軸線與電磁激勵超重力系統(tǒng)的上下線圈中心軸線重合，且令疊層剪切箱的底部平面與電磁激勵超重力系統(tǒng)下部線圈平齊；
（3）檢查電磁激勵超重力系統(tǒng)的導(dǎo)線接線情況，依次啟動供電電源和計算機，使供電電源輸出初始恒定電流，上下線圈在通電后產(chǎn)生均勻磁場，通電持續(xù)一定時間，直到疊層剪切箱內(nèi)的磁粉被完全飽和磁化；
（4）進入超重力模擬環(huán)節(jié)：依據(jù)所需的目標超重力場大小，改變供電電源的電流大小，在線圈電流梯度變換條件下疊層剪切箱內(nèi)的試樣會受到豎直向下的磁力作用，磁力越大代表模擬的超重力場越大；
（5）進入振動臺模擬環(huán)節(jié)：在保持超重力場穩(wěn)定條件下，開啟振動臺系統(tǒng)，振動臺可以模擬不同頻幅，不同持續(xù)時間的動力輸入，疊層剪切箱在雙向振動臺作用下發(fā)生周期性水平循環(huán)剪切變形，據(jù)此可以采集測試數(shù)據(jù)；
（6）計算機實時監(jiān)測并采集測試數(shù)據(jù)，試驗過程中根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化可以對試驗設(shè)計作出時時調(diào)整；
（7）試驗測試完畢，依次關(guān)閉計算機和供電電源，清理試驗平臺，保持電磁激勵超重力振動臺裝置的干燥整潔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁激勵超重力振動臺模擬的方法，其特征在于：所述測試數(shù)據(jù)包括振動條件下的試樣狀態(tài)變化、土-結(jié)構(gòu)動力相互作用、地下結(jié)構(gòu)物抗震性能模擬。
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