9 振动!试验台基《础
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9.1 液!压振:动,台基础
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【 本节适用于单个】。作动器额定》。激振力不超过500!kN激振频》率不超?过100Hz的液】压振:动台基础的设计液】压振动台的类型非常!多激振作用也比较复!杂在调查厂常用【液压振动台的类【型和规?格,基础上?拟定了本标准振动】试验台基础设计【的适:用范围本节依据【单个作动器的—额定激振力》和激振频率作为设计!基础在实际设计中需!要考虑作动器的位置!。、作:用力方向以及台面】。规格和被试》对象的状《况来:确定振动荷载作用】
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》。液压振?动台基础《设计时除了》具备基本设计—资料外尚应取得【下列资料①》作动器的规格型号;!②作动器的最大激振!力、最大振》。动加:速度、最大振动速度!。、最大?振,动位移?和激振频率范围;】。③,设备、运动》部件和被试》对,象总质量对于带减振!悬架的被试》。。对,象需:分别提供减》振悬架上下两部【分的质量以及减振】悬架:的动力参数;④【对,于多轴向振动试验台!应取得作《动器:布置、作动器—数量、作用方向、作!用,点高度等资》。料;⑤?对于车辆道路模拟】试验机应取得作动】器数量?、平面布置、轮【距和轴距范围等【资料
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Ⅰ 动力】计算
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:9.1.《。1 液压》振动台的主要—目的是给《被试件提供有效【的作用力《因此振动台的主要】技术:指标包括激振力、振!动位:移、振动速度和振动!加速度?等液压振动台—是,一种:。开敞式加载的装置激!。振力表现为》惯性力当被试件【质,量确定后激振力【就与加速度成正【比由:于受振?动台作动器结构特】性的制约《试验台?。在整个试验频率区间!的激振力并不相【等在低频区段—受到试验台作动【。器,。活塞行?程和液压油流速【的限制运动加速度】达不到最大》值可见在低》频段振动台激—振力大小由位移决】。定中频段激振力大】小由速?度决定高频部分【激振力则由加速度决!定,此外振动荷载还需】要被试?对象的质量和动力特!性等因素
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《 对于?质量较?大且动力特性复杂】的被试对《。象试验过程中试件】容易发生共振现象振!动荷载应《计,。入相应的动》力放大?系数
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9.1.—2 液压振动台基!础,的基组振动模式【采用:质点:(刚体)-弹簧-阻!尼,体系振动系》统可分为竖向、横】摆、俯仰和水—平耦合?、侧倾和水平耦合四!种,形式当俯仰》、,侧倾:和水平振动》耦合时可以按照【平面刚体运动—计算:
【 基础动力计】算,时坐标轴按照基础】竖向为z轴沿基【础长轴方向为纵向x!轴沿基础短》轴,方向为横《向y轴;基组坐标】系中的原点》取基组重心》
【。 为了便于计算!。。液,压振动台的振动【。计算可?以按照三种类型(】即四个模《型):。。进行对于更复杂【的液压振《动台的?基组动力问题可以考!虑振动荷载》效应的组合来计【算
【 ? 1 对于竖向激!。。振力作用在基础重】心上基础产》生竖:向振动?。。。。的情形可以简化为】单质:。点振动模型》
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2 对!于扭转力矩》作用于基础竖向z轴!上基础产生水平横摆!振动的情《形可以简化为刚体水!平扭转振动单自由】度模型
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, 3 【对于竖向偏》心激:振力和水平激振力】同时作用在基础上】基础产生《俯,仰、侧倾和平动的】。耦合:振动可以简化—为平面刚体》运动两自由度模【型
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【 俯仰《振,动,是指基础绕水平y】轴的回转振动侧【倾振动是指基础绕】水平:x轴的回转振动横】摆,振动是基础绕竖向】z,轴的回?。转振动
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9.1.3 ! 基组受到通过其】。重,心的:竖向扰力《作用下产生竖向【振动:通过建立运动微分方!程求得基础重心【处竖向振动位移uz!(基组各点的竖【向,线位移均相同)的】计算公式
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9《.1.4 扭转】振动是在扭转力【矩,作用下产生的基础顶!面控制点一般指基】础角点此点水—平扭转的线位移最】大表示为x》、y向?两分量通过》建立微分方程求【解,基础顶面控制点x、!y向线位移的—。。计算:公式
9!.1:.5、9.1.【6 在竖》向偏心扰力》和水平扰力作用下引!起基:础俯仰和平动耦【合振动或引起基础侧!倾和:。平动耦合振动按【照,。x-z平面和y-z!平面分别《计算两自《由度平?面刚体体系的—水平回转耦合振动可!以采用振型叠加【方法:第一振?动为绕转心O1回转!第二振型为》绕转心O2回转通】过建立运动微分【方程求得水平回【转耦合第一和—第二:振型:固有圆频率ω—nф1、ωnф2】(或ωnθ》1,、ωnθ2)—和回转半径ρф1、!ρф2(或ρθ1】、ρ:θ2)和基础顶【面控制点的竖向、】水平:向线位移的计算公式!
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9.1.7【 在计算水平【回转:振动所引《起的竖向振动线【位移时并未考虑【因偏心竖向》扰力平?移至基组《总,重心而产《生的基组在通过【其重心的竖向扰力作!用下产生的竖向【。振动线位移因此【当计:算在水平力》。和竖向扰力偏—心作用下基础顶面控!制点的?竖向振动线位移时应!将计算所得的—基组在通过其重心的!竖向扰?力作用下《的竖向振动》线,位移与计算所得的】。由水平力《和竖向?扰力偏心作用下产生!的,基础顶面控制点【的竖向振动线—位移:相叠加
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Ⅱ 构造要求!
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9.1.8 !液压:振动台基础设—。计的构造《要求应满足现—行,国家标准混凝土结】构设计规《范GB 5》00:1,0、:建筑地基《基础设计《规范GB 50【007等的规—定
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《 :。考虑:到振动试验》台,。的振动冲《击作用混凝土强度等!级建议不低于—C3:0,受力钢筋应采用HR!B400、H—R,B500、HRBF!400和HRBF5!0,0在设?备底座与基》础连接部《位通常设有二—次浇:灌层为了确保—连接处结合牢—固通:常采用比基础混凝】土高一?。等级的微《膨胀细石混凝土【也可以采用专门的灌!。浆料浇筑
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《 块状—基础多为大体—积混凝土基础为【了防止水化热—和温度收缩》。。等问题基础中部【应配置三向》分布筋中央分—布筋间?距不宜大于》500mm钢—。筋直:径不宜小于》14:mm基础《。周,边内侧或外侧钢筋】。直径不宜《小于14m》m间:距不:宜大于200—mm为?了防止混凝》土收缩开裂建议外】侧钢:筋,间距不?宜,大于150》mm
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《 块状实体【基础在确保》最小厚度《要求的同时应尽量做!成扁平形式有—利于提高基础的动力!特性减?小基础振动响—应,
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9.1.【9 基础作为振动!试验台的《支承结构需》要具备一定的质量和!刚度条件根》据工程实践和—设备厂商的》建,议,液压振?动台:基础重?力不应小于激—振,力的10倍对于【有力矩或《水平:激振:力作用的多》方向、多《自由度激振振动试】验台:例如地震试验台和】MAST振动台【等基础重《量不应小于最—大总激振力的15倍!
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