[發明專利]一種離心機水下振動臺

在審

• 申請號: 202010846823.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111766033A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 王玨;張平;黎啟勝;嚴俠;宋瓊;劉偉;李曉琳;鄭敏;胡勇
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M10/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發明公開了一種離心機水下振動臺，包括吊籃單元、控制單元、承載單元、作動單元；作動單元包括用于提供水平方向激振力的作動器模塊A、用于提供豎直方向激振力的作動器模塊B；作動器模塊A的作用輸出端與上臺面連接，作動器模塊B的作用輸出端與下臺面連接；作動器模塊A作動時，上臺面進行水平方向的振動；作動器模塊B作動時候，下臺面進行豎直方向的振動，下臺面帶動上臺面進行豎向方向上的振動；本申請通過離心機水下振動臺，解決了超重力場水環境模擬、水下地震動模擬的問題，離心機水下振動臺，具有水邊界等效性好、試件安裝簡便和運行維護簡單等特點。

技術領域

本發明屬于用于海洋土木工程的抗震試驗研究的振動試驗裝備技術領域，具體涉及一種離心機水下振動臺。

背景技術

海洋土木工程建設，涉及到維護海洋權益、保障海上安全、發展海洋經濟、開發海洋資源、推進海洋產業諸方面的重大需求。海洋土木工程建設的核心，是如何在復雜海洋環境下建造滿足各種需求的土木工程結構并維護其正常運行和使用。

海底地震就是一種對海洋土木工程結構危害性很強的典型海洋載荷，在巖土和水體中傳播的地震波會引起海床土體振動和變形，可能誘發海底滑坡和泥石流，或者導致海工結構基礎失穩破壞，還能誘發海嘯直接作用在海工結構上而導致其破損或破壞。我國東南沿海存在異常活躍的地震帶。渤海和黃海地震活動強度和頻率高，該地區近五百年來發生了17次6級以上地震，最大一次是1969年渤海7.4級大地震。東海臺灣及其附近海域屬西太平洋地震帶，1994年臺灣海峽發生過7.3級地震。華南近海地震頻率不高但強度大，1604年福建泉州以東70公里海中發生8級地震，造成了東南沿海歷史上空前的、大范圍的嚴重破壞。因此，海底地震動作用的研究日益成為國內的研究熱點。

離心機振動臺，利用離心機高速旋轉產生n倍于重力加速度的離心加速度，在1/n比尺的物理模型上產生與原型等效的重力場，同時對原型時間也縮短n倍，從而實現“時空壓縮”。因此，離心機振動臺能真實地模擬地震動在大尺度空間內的傳遞規律和巖土體的災變效應，特別適合海工結構這類大尺寸土木工程的抗震研究工作。但是，目前國內外研制的離心機振動臺均為干式振動臺，無法進行水下地震的模擬。

因此急需研發出一種離心機水下振動臺來解決以上問題。

發明內容

為解決上述背景技術中提出的問題。本發明提供了一種離心機水下振動臺。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種離心機水下振動臺，包括：

吊籃單元，吊籃單元與離心機大臂連接，吊籃單元包括模擬水下環境的上箱體和用于安裝承載單元、作動單元的下箱體；上箱體和下箱體內均設置有水介質；

用于實現多作動器同步伺服控制和雙向振動波形復現控制的控制單元；控制單元包括用于將常重力場雙向振動波形處理為超重力場雙向加載波形的波形預處理模塊、用于雙向振動波形控制的雙向波形修正控制模塊、用于實現作動單元同步閉環控制和雙向運動協調控制的多軸伺服控制模塊和用于測試反饋的傳感模塊；擬開展試驗的常重力場雙向振動波形通過波形預處理模塊的輸入端輸入，雙向波形修正控制模塊的信號輸入端分別與波形預處理模塊的信號輸出端、傳感模塊的信號輸出端連接，多軸伺服控制模塊的信號輸入端分別與雙向波形修正控制模塊的信號輸出端、傳感模塊的信號輸出端連接，多軸伺服控制模塊的信號輸出端與作動器模塊A、作動器模塊B的信號輸入端連接；

用于安裝支撐試驗件并使其能沿兩個方向解耦運動的承載單元；承載單元包括上臺面、下臺面以及用于上臺面雙向運動解耦的橡膠軸承，上臺面通過過渡模塊與試驗件連接；上臺面與下臺面之間通過橡膠軸承連接。