[發明專利]一種可變剛度、質量與阻尼的振動臺試驗加速度放大裝置

有效

• 申請號: 202110080049.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112857722B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 趙留園;單治鋼;汪明元
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明提供了一種可變剛度、質量與阻尼的振動臺試驗加速度放大裝置，包括與振動臺連接的放大器基座，放大器基座向上連接多根高度可調的豎向支撐鋼架，豎向支撐鋼架之間連接多層質量塊分布層，質量塊分布層上設置質量塊，每層質量塊分布層上斜向連接多根變剛度阻尼桿，變剛度阻尼桿的兩端分別與相鄰的兩根豎向支撐鋼架連接；本發明通過調節放大器的剛度、質量和阻尼比，可以突破振動臺輸出峰值加速度的上限，實現更大峰值的加速度輸出。

技術領域

本發明涉及振動試驗臺加速度放大器技術領域，具體涉及一種可變剛度、質量與阻尼的振動臺試驗加速度放大裝置。

背景技術

振動臺試驗是研究各類工程動力學的重要手段，然而，由于場地或結構的放大效應，往往需要施加較大峰值加速度，例如，在峰值加速度0.4g地震作用下，風機頂部機艙可能承受5倍的地震放大效應，如果僅對機艙局部進行抗震試驗，則需要的輸入峰值加速度2g地震作用。事實上，極短工況下，一些高程建筑頂部、高陡邊坡上部等遭受的水平加速度峰值可達3g以上，然而當前的振動臺試驗輸出上限一般都在1.5g以內，無法滿足試驗要求。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種可變剛度、質量與阻尼的振動臺試驗加速度放大裝置，本發明通過調節放大器的剛度、質量和阻尼比，可以突破振動臺輸出峰值加速度的上限，實現更大峰值的加速度輸出。

為此，本發明采用以下技術方案：

一種可變剛度、質量與阻尼的振動臺試驗加速度放大裝置，其特征在于：包括與振動臺連接的放大器基座，放大器基座向上連接多根高度可調的豎向支撐鋼架，豎向支撐鋼架之間連接多層質量塊分布層，質量塊分布層上設置質量塊，每層質量塊分布層上斜向連接多根變剛度阻尼桿，變剛度阻尼桿的中部可拆卸連接替換段，替換段為阻尼器或截面積不同的剛性桿，變剛度阻尼桿的兩端分別與相鄰的兩根豎向支撐鋼架連接。

進一步的：所述振動臺通過多根單向螺栓與放大器基座相連接。

進一步的：所述放大器的頂面連接模型箱，放大器頂面和模型箱底面上對應設置多個螺栓孔，螺栓孔上穿設雙頭螺栓，放大器頂面通過雙頭螺栓與模型箱的底面相連接。

進一步的：所述豎向支撐鋼架通過鉸接或者剛接的形式與放大器基座和放大器頂面相連接。

進一步的：所述豎向支撐鋼架高度為0.5～1.5m。

進一步的：所述變剛度阻尼桿的中部可拆卸連接替換段，替換段為阻尼器或截面積不同的剛性桿。

進一步的：所述質量塊分布層上均勻并接近對稱放置多個質量塊。

進一步的：所述多根豎向支撐鋼架在放大器基座上呈矩形并等間距排布。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明放大系數在振動臺輸出峰值加速度0.2g以下可以設定在10倍以內，在振動臺輸出峰值加速度超過0.6g后為保證安全可適當降低。本發明可通過質量塊的布置、加裝阻尼器的變剛度阻尼桿的數量和位置的布置以及加裝不同截面積剛性桿的變剛度阻尼桿的數量和位置的布置，調節放大器的剛度、質量和阻尼比，基于結構動力放大效應，本發明可突破振動臺輸出峰值加速度的上限，實現更大峰值的加速度輸出，滿足各種地震工況下輸入峰值加速度的要求。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的局部放大圖；

圖3是變剛度阻尼桿的結構示意圖；

圖4是變剛度阻尼桿與阻尼器的裝配示意圖；

圖5是放大裝置在振動臺臺面位置投影。