9 振动!试验台基础
—
【
:9.1 液压振】动台基础
】
】本节适用于单个作】动器额定激振—力不超过50—0kN激振频—率,不超过100—Hz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
】 ? 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
【
Ⅰ》 动力计算
】
—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
》。
— 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
】
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
】 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
—
? , ?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
《。。
】 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?
《
,
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
!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ωn《ф1、ωnф2(】或ωnθ1、ωnθ!。。2)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
!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
—
Ⅱ 》 构造要求
】
《
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— 50010、【建筑:地基基?础设计?规,范GB 5000】7等的规定
【
】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C30受力钢筋应!采用HRB400、!HRB500、H】RBF400和【HRBF《500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
?
》 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14mm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1】5,0mm
《
《
》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
《
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
?