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
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【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
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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
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: : 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
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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】。
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《
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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ωnф1、ω!nф2(或ωnθ1!、ωnθ2》)和回转半径—ρф1、ρф2(或!ρθ1、ρθ—2)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 50010!、建筑地基》基础设计《规,范G:B, 50007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C?30受力钢》。筋应采用H》RB400》。、HRB《500?、HRBF400】和HRBF50【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《m,m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200mm为】了防止混《凝土收缩开》裂建议外侧钢筋间】距不宜大于15【0mm
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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1?0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MAS!T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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