专利名称：一种连续空间多维地震波模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连续空间多维地震波的模拟装置。
背景技术：
模拟振动装置用来模拟现实中某种基础振动，为结构(试件)提供与现实振动相似的环境，以分析结构的抗震能力。在实际工程中，很多细长结构与支撑基础是线接触或者面接触，有许多长大结构(试件)如管道、多跨桥梁，其与支撑基础均为线接触或者面接触。当对这些结构进行抗震模拟试验时，由于现有模拟地震波的装置均为离散的点激振，激振点的数量有限，且激振点直接与试件接触，而连续试件上除这些点外的其他作用面(线)没有激励，从而只能对试件实现离散的点激振，不能有效地模拟地震波对试件的影响，导致模拟结果与实际情况不符，尤其不利于细长结构的抗震分析，无法对细长结构工程的抗震设计与施工提供可靠的试验依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续空间多维地震波模拟装置，该装置能实现空间多维地震波对试件尤其是细长结构的面接触型振动，能更真实地模拟基础作用平面振动的空间波、时间波及其对试件的影响，从而为试件的抗震设计与施工提供可靠的试验依据。本发明实现其发明目的，所采用的第一种技术方案是，一种连续空间多维地震波模拟装置，包括垂向激振器、横向激振器和纵向激振器，且均与计算机控制系统相连，其特征在于两个垂向激振器、一个横向激振器和一个支撑块构成一个垂向横向单兀，垂向横向单元为二个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器经球铰连接于地面上，垂向激振器的作动杆经球铰连接支撑块；横向激振器则经球铰连接于侧墙上，其作动杆的球铰连接支撑块的侧面；所有的垂向横向单元的支撑块上表面均平铺柔性的支撑垫，且支撑块与支撑垫固定连接；纵向激振器经球铰连接于地面上，其作动杆通过球铰连接转臂的横杆，转臂的竖杆又经球铰连接独立支撑块；该独立支撑块也与支撑垫固定连接；转臂的支点铰接在支座上，支座固定于地面上。本发明实现其发明目的，所采用的第二种技术方案是，一种连续空间多维地震波模拟装置，包括垂向激振器、横向激振器和纵向激振器，且均与计算机控制系统相连，其特征在于两个垂向激振器、一个横向激振器和一个支撑块构成一个垂向横向单兀，垂向横向单元为二个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器固定于地面上，垂向激振器的作动杆的上端部球铰连接支撑杆下端，支撑杆的上端球铰连接支撑块；横向激振器则固定于侧墙上，其作动杆的端部球铰连接支撑杆的一端，支撑杆的另一端与支撑块的侧面球铰连接；所有的垂向横向单元的支撑块上面平铺柔性的支撑垫，且支撑块与支撑垫固定连接;纵向激振器固定于地面上，其作动杆通过球铰连接支撑杆的下端，支撑杆的上端球铰转臂的横杆，转臂的竖杆球铰连接独立支撑块；该独立支撑块也与支撑垫固定连接；转臂的支点铰接在支座上，支座固定于地面上。与现有技术相比，本发明的有益效果是一、本发明采用了垂向激振器底部和顶部通过球铰分别连接于地面和支撑块上的方式，或者通过支撑杆的两端分别球铰连接垂向激振器和支撑块的方式，这样两种方式均形成了双点球铰连接方式。从而，当垂向激振器激振、模拟垂向振动波时，在垂向激振器既能带动支撑块产生与垂向激振器一致的上下运动振动，又能产生以两个球铰为支点的一定角度范围内的转动。同时，同一单元的两个垂向激振器的垂向振动幅度、频率不一致时，支撑块还将产生受控的侧滚振动。相邻单元的垂向激振器的垂向振动幅度不一致，两支撑块之间则产生点头振动。因此，通过计算机控制系统控制各个垂向激振器按设定的空间波方式各自进行相应的垂向振动时，所有的支撑块将产生复杂的垂向侧滚、点头复合振动。并且由于所有的支撑块上固定连接有柔性的支撑片，由支撑片对各支撑块的振动进行传播和综合，因此支撑片上将产生各点连续的均匀变化的复合垂向面振动。二、由于横向激振器也是通过双点球铰接方式与支撑块横向连接，并配合垂向激振器的双点球铰连接方式，使得横向激振器激振时，支撑块既能产生相互独立的横向振动，也能同时产生垂向振动及点头、侧滚振动。并且,横向振动也通过柔性支撑片对各支撑块的横向振动进行传播和综合。三、由于纵向 激振器也是通过双点球铰接方式与转臂相连，转臂再与支撑块连接，并配合垂向激振器及横向激振器激振的双点球铰连接方式，支撑块既能产生独立的纵向振动，也能同时产生横向及垂向振动、点头、侧滚振动。纵向振动也能通过柔性支撑片对各支撑块的纵向振动进行传播和综合。总之，本发明装置通过双点球铰连接方式，使得所有支撑块均可以产生受控的横向、垂向振动及点头、摇头运动，也能产生纵向振动，这些振动均可独立进行也可同时进行，所有支撑块的复合运动再通过与支撑块固定连接的柔性支撑片进行传递，从而在柔性支撑片上形成连续的多维空间振动的地震波。对置于柔性支撑片上的试件实现面接触型的多维空间地震波波振动。从而更真实地模拟出基础作用平面地震波对试件的影响，为试件的抗震设计与施工提供可靠的试验依据。上述的垂向横向单元纵向排列。垂向横向单元纵向排列，使得本发明装置的柔性支撑片为纵向的长片，尤其适用于细长结构的试件的地震波模拟试验。上述的垂向激振器、横向激振器和纵向激振器的作动杆上均串接有力传感器，力传感器与计算机控制系统电连接。由力传感器检测出激振器对试件的作用力的大�。佣迪旨扑慊刂葡低扯约ふ衿鞯谋栈贩蠢】刂疲鼓Ｄ獬龅亩辔占涞卣鸩ǖ那慷雀既罚彩菇峁治龈奖�、可
O下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例一的主视结构示意图。图2是本发明实施例一的俯视结构示意图。图3是本发明实施例一的右视结构示意图。图4是本发明实施例ニ的主视结构示意图。图5是本发明实施例ニ的俯视结构示意图。图6是本发明实施例ニ的右视结构示意图。
具体实施例方式实施例一图1-3示出，本发明的ー种具体实施方式
为一种连续空间多维地震波模拟装置，包括垂向激振器1、横向激振器2和纵向激振器3，且均与计算机控制系统相连。两个垂向激振器1、ー个横向激振器2和ー个支撑块4构成ー个垂向横向单兀,垂向横向单元为ニ个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器I球铰5连接于地面上，垂向激振器I的作动杆的上端部球铰5连接支撑块4 ;横向激振器2则球铰5连接于侧墙上，其作动杆的端部球铰连接支撑块4的侧面；所有的垂向横向単元的支撑块4上面平铺柔性的支撑垫6，且支撑块4与支撑垫6固定连接；
纵向激振器7球铰5连接于地面上，其作动杆通过球铰5连接转臂8的横杆，转臂8的竖杆球铰连接独立支撑块4 ;该独立支撑块4也与支撑垫6固定连接；转臂8的支点铰接在支座9上，支座9固定于地面上。所有的垂向横向单元均纵向排列。垂向激振器1、横向激振器2和纵向激振器7的作动杆上均串接有力传感器10，力传感器10与计算机控制系统电连接。模拟试验时，试件11放置于支撑垫6上。实施例ニ图4-6示出，本发明的另ー种具体实施方式
为，一种连续空间多维地震波模拟装置，包括垂向激振器1、横向激振器2和纵向激振器3，且均与计算机控制系统相连。两个垂向激振器1、ー个横向激振器2和ー个支撑块4构成ー个垂向横向单兀,垂向横向单元为ニ个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器I固定于地面上，垂向激振器I的作动杆的上端部球铰5连接支撑杆12，支撑杆12的上部球铰5连接支撑块4 ;横向激振器2则固定于侧墙上，其作动杆的端部球铰连接支撑杆12的一端，支撑杆12的另ー端与支撑块4的侧面球铰5连接；所有的垂向横向単元的支撑块4上面平铺柔性的支撑垫6，且支撑块4与支撑垫6固定连接；纵向激振器7固定于地面上，其作动杆通过球铰5连接支撑杆12的下端，支撑杆12的上端球铰5转臂8的横杆，转臂8的竖杆球铰连接独立支撑块4 ;该独立支撑块4也与支撑垫6固定连接；转臂8的支点铰接在支座9上，支座9固定于地面上。所有的垂向横向单元均纵向排列。垂向激振器1、横向激振器2和纵向激振器7的作动杆上均串接有力传感器10，力传感器10与计算机控制系统电连接。模拟试验时，试件11放置于支撑垫6上。
权利要求
1.一种连续空间多维地震波模拟装置，包括垂向激振器(I)、横向激振器(2)和纵向激振器(3)，且均与计算机控制系统相连，其特征在于 两个垂向激振器(I)、ー个横向激振器(2)和ー个支撑块(4)构成ー个垂向横向单兀，垂向横向单元为ニ个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器(I)经球铰(5)连接于地面上，垂向激振器(I)的作动杆经球铰(5)连接支撑块(4);横向激振器(2)则经球铰(5)连接于侧墙上，其作动杆的球铰(5)连接支撑块⑷的侧面；所有的垂向横向単元的支撑块(4)上表面均平铺柔性的支撑垫￠)，且支撑块(4)与支撑垫￠)固定连接； 纵向激振器(3)经球铰(5)连接于地面上，其作动杆通过球铰(5)连接转臂(8)的横杆，转臂(8)的竖杆又经球铰(5)连接独立支撑块(4a);该独立支撑块(4a)也与支撑垫(6)固定连接；转臂(8)的支点铰接在支座(9)上，支座(9)固定于地面上。
2.一种连续空间多维地震波模拟装置，包括垂向激振器(I)、横向激振器(2)和纵向激振器(3)，且均与计算机控制系统相连，其特征在于 两个垂向激振器(I)、ー个横向激振器(2)和ー个支撑块(4)构成ー个垂向横向单兀，垂向横向单元为ニ个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器(I)固定于地面上，垂向激振器⑴的作动杆的上端部球铰(5)连接支撑杆(12)的下端，支撑杆(12)的上端球铰(5)连接支撑块(4);横向激振器(2)则固定于侧墙上，其作动杆的端部球铰连接支撑杆(12)的一端，支撑杆(12)的另一端与支撑块(4)的侧面球铰(5)连接；所有的垂向横向单元的支撑块(4)上面平铺柔性的支撑垫出)，且支撑块(4)与支撑垫￠)固定连接； 纵向激振器(3)固定于地面上，其作动杆通过球铰(5)连接支撑杆(12)的下端，支撑杆(12)的上端球铰(5)转臂(8)的横杆，转臂(8)的竖杆球铰连接独立支撑块(4a);该独立支撑块(4a)也与支撑垫￠)固定连接；转臂(8)的支点铰接在支座(9)上，支座(9)固定于地面上。
3.如权利要求1或2所述的ー种连续空间多维地震波模拟装置，其特征在于所述的垂向横向单元纵向排列。
4.如权利要求1或2所述的ー种连续空间多维地震波模拟装置，其特征在于所述的垂向激振器(I)、横向激振器⑵和纵向激振器(7)的作动杆均串接力传感器(10)后再与球绞(5)相连，力传感器(10)与计算机控制系统电连接。
全文摘要
一种连续空间多维地震波模拟装置，由两个垂向激振器、一个横向激振器和一个支撑块构成一个垂向横向单元，垂向横向单元为二个以上；垂向激振器球铰连接于地面上，其作动杆的上端部球铰连接支撑块；横向激振器则球铰连接于侧墙上，其作动杆的端部球铰连接支撑块侧面；所有垂向横向单元的支撑块上面平铺柔性的支撑垫，支撑块与支撑垫固定连接；纵向激振器球铰连接于地面，其作动杆球铰连接转臂的横杆，转臂的竖杆球铰连接独立支撑块；独立支撑块固定在支撑片下面；转臂的支点铰接在固定于地面的支座上。该装置能实现空间多维地震波对试件的面接触型振动，能更真实模拟基础作用平面振动的空间波、时间波，从而为试件的抗震设计提供可靠的试验依据。
文档编号G01M7/06GK103063394SQ20121058715
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月30日 优先权日2012年12月30日
发明者张卫华, 崔涛 申请人:西南交通大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
