振动台试验终极

振动台试验主讲人：李习波、张迪目录一、前言二、常用振动台及特点三、组成及工作原理四、加载设计五、加载过程及试验方法六、观测设计及反应测量七、安全措施八、振动台试验实例一、前言模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验；它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法；这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容；20世纪60年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台；在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁等方面发挥重要作用。目录一、前言二、常用振动台及特点三、组成及工作原理四、加载设计五、加载过程及试验方法六、观测设计及反应测量七、安全措施八、振动台试验实例二、常用振动台及特点常见的振动台分为四类：1、机械式振动台2、电磁式振动台3、电液式振动台4、电动式振动台振动台，又称振动激励器或振动发生器。一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。它是一种利用电动、电液压、压电或其他原理获得机械振动的装置。机械式振动台

机械式振动台是一种振动成型机械，适用于各种薄壁构件、杆件空心楼板、大型屋面板、梁、立柱等混凝土预制件的生产成型。可分为不平衡重块式和凸轮式两类。这种振动台可以产生正弦振动，其结构简单，成本低，但只能在约5Hz~100Hz的频率范围工作，最大位移为6mm峰-峤值，最大加速度约10g，不能进行随机振动，由于其性能的局限，今后用量会越来越少。电磁式振动台具有电磁振动发生器的振动台。广泛适用于国防、航空、航天、通讯、电子、汽车、家电等行业。该类型设备用于发现早期故障，模拟实际工况考核和结构强度试验，产品应用范围广泛、适用面宽、试验效果显著、可靠。正弦波、调频、扫频、可程式、倍频、对数、最大加速度，调幅，时间控制，全功能电脑控制，简易定加速度/定振幅。精密型设计制造、体积小、超静音工作，机台底座采用优质材料，安装方便，运行平稳，无需安装地脚螺丝；控制电路数字化控制与显示频率，PID调节功能，使设备工作更为稳定、可靠；扫频及定频操作方式，适应不同行业测试要求；增加抗干扰电路，解决因强电磁场对控制电路干扰；增加工作时间设定器，使测试产品达到准确测试时间。电磁售式振模动台电磁体激振研器结梯构示崇意图电磁棵振动军台组尺成系砖统图电液谜式振叔动台工作翠方式耀：用小越的电雄动振魔动台富驱动方可控向制的闭伺服跃阀，革通过臂油压盒使传肉动装挎置产宽生振乖动。这种会振动傅台能胀产生狱很大节的激振足力和位移，而糊且在坏很低绕的频拳率下布可得把到很惹大的渴激振砌力。局限妄性：高频执性能胞较差掀、上告限工名作频锐率低会、波惧形失脉真较费大。唇虽然纳可以生做随乘机振很动，趟但随匹机振真动激炮振力疮的rm抹s额定够值只孕能为言正弦谅额定批值的1/章3以下馆。这种转振动有台因邪其大推壮力、梦大位检移可以滴弥补受电动小振动劫台的辛不足到，在前未来遇的振就动试烦验中护仍然国发挥拥作用监，尤歌其是宰在船搅舶和僵汽车购行业祖会有佳一定宵市场饼。电液应振动碰台工碧作原趴理电动式振讨动台是目画前使育用最广灰泛的一爹种振榜动设裳备。提它的频率尸范围香宽，小容型振迁动台炒频率洽范围仓为0~鱼10坦kH乓z，大竞型振滚动台帮频率枝范围役为0~护2k莲Hz，动态执范围旺宽，易女于实接现自羞动或喜手动粘控制阶；加速吃度波套形良胁好，适散合产傻生随俘机波木；可碑得到柜很大菜的加蓄速度伏。原理游：是根勺据电在磁感锹应原额理设丸置的爹，当郑通电毒导体奥处的舍恒定狐磁场虽中将败受到黄力的台作用蒙，半鄙导体岔中通嘴以交乔变电既流时亏将产轰生振碰动。套振动滤台的驱动丑线圈正式心处在时一个吗高磁险感应犹强度闯的空鸭隙中胡，当董需要挡的振补动信鸽号从介信号米发生拿器或效振动即控制搂仪产匠生并挖经功肠率放础大器亮放大睁后通吗到驱沸动线帆圈上约，这爪时振径动台圣就会规产生造需要誓的振礼动波干形。组成误部分搁：基本冻上由罗驱动瓶线圈陈及运逃动部朝件、部运动姥部件榆悬挂果及导脾向装湿置、姜励磁赌及消粱磁单艳元、冈台体傲及支侮承装垒置。电动式振马动台目黎录一、海前言二、详常用术振动茂台及见特点三、可组成滴及工励作原准理四、纯加载悔设计五、崇加载脂过程烈及试等验方院法六、假观测豆设计卷及反聋应测浩量七、誓安全挪措施八、未振动啊台试及验实姨例模拟蹦地震棚振动各台示笼意图三、墨组成绵及工白作原诵理三、徒组成电及工唤作原擦理1、振动贞台台庭体结婆构2、液压眯驱动席和动崭力系孙统3、控制占系统4、测试壮和分迈析系对统振动抢台的俯控制子方式扬分为能：模拟滤控制：以春位移种控制略为基埋础的PI年D和以店位移作、速宰度、辈加速度限组成经的三顾参量撞反馈袜控制超方式中。数粮控：主尾要采洽用开蛾换迭秃代进菜行台湾面的忙地震返波再脱现。三、时组成时及工君作原悟理PI要D控制株方式咱的振看动台珠系统三参需量控逮制方鉴式的奋振动系台系材统地震能模拟哈振动闷台加森速度躺控制荒系统随图振动袜台的洲三维葬地震列模拟迟系统目乱录一、矮前言二、弱常用虽振动参台及储特点三、隶组成钥及工茶作原片理四、设加载塔设计五、些加载阴过程姓及试村验方痰法六、处观测掉设计寨及反消应测派量七、振安全阻措施八、如振动拿台试换验实朽例四、粪加载党设计地震每模拟亭振动储台试步验的挤加载廊设计跟是非寻常重屯要的杠，荷覆载选秩取过踪蝶大，本试件多可能接很快棍进人塑性具阶段甚至破坏帜倒塌，难拆以完授整地最量测掠和观敏察到尘结构妈的弹晴性和醒弹塑寨性反仔应的刚全过仰程，胁甚至积可能剂发生安全难事故。荷炼载选允取太喉小，转不能惜达到预期目的。产料生不婚必要伙的重兽复。辈影响颗试验距进展锅，而榨且多袭次加违载能壶对试积件产杂生损杆伤积纳累。荒因此由，为融获得丸系统弱的试衰验资网料，缸必须获周密锋地考鸭虑试究验加内载程覆序的崭设计普。在选讽择和怨设计科台面井的输入运动鲜时，俭需要雪考虑柿下列只有关沾因素职：试验坚结构冈的周峰期结构译所在馅的场危地条顿件考虑阵振动总台台把面的容输出匠能力四、镇加载匪设计目耗录一、烧前言二、蹈常用练振动锁台及临特点三、盆组成管及工露作原赖理四、葛加载剧设计五、痛加载绑过程絮及试伶验方暗法六、避观测脏设计吗及反枪应测泥量七、侧安全调措施八、笨振动机台试嚼验实扔例五、租加载愁过程装及试水验方顿法地震帽模拟竟振动无台试泊验的咽加载躬过程柳包括:结构鞭动力勒特性博试验、地震轨动力翁反应抖试验和量测立结构卧不同定工作殖阶段(开裂、屈服、破坏骄阶段)自振朝特性蜜变化等。结构颤动力乒特性倾试验头，是吗在结掠构模架型安钳装在遵振动仙台以喜前，泊采用自由童振动稍法或脉动考法进行肾试验傻量测干。五、冷加载沿过程检及试滴验方皆法1、一次软性加渐载特点标：结猪构从弹性般阶段、弹塑性阶守段直至破坏吉阶段的全略过程令是在脆一次周加载激过程体中全谊部完烦成的爷。可对以较城好地辩连续绩模拟违结构润在一洁次强酷烈地斯震中惕的整违个表旗现与劲反应壳。五、炒加载鉴过程亡及试至验方孟法2、多次钞性加蜂载目前经，在子地震教模拟巡寿振动浅台试洗验中版，大宿多数先的研钟究者书都采稠用多川次性加涉载的暂方案特进行田试验顷研究免。一春般情临况下陷可以嫩分为宾以下形几个彻阶段:（1）动力托特性罪试验；（2）振动讲台台卸面输框入振炕动信丝式号，蚂使结疫构产棒生微裂唯缝；（3）加大峡台面兆输入写的振袜动信瞧号，盒使结惯构产垒生中等忆程度队的开轧裂。（4）加大永台面切输入俗的加副速度柳幅值淹，使零结构遵变为木机动冈机构，但结侧构还疮具有已一定刑的承载抖能力。（5）继续腔加大咳振动饭台台党面的泳振动悟幅值芝，使迅结构托变为机动狱机构，若淋稍加库荷载居就会右发生牺破坏宰倒塌充。目演录一、正前言二、皂常用腊振动陶台及枣特点三、挽组成键及工螺作原译理四、纱加载伪设计五、说加载顷过程量及试薄验方康法六、丈观测治设计访及反歪应测牛量七、杜安全偷措施八、券振动软台试竞验实清例六、迫观测亲设计招及反帅应测演量地震威模拟节振动押台试瞒验，骡一般竹需观臂测结驼构的有：加速尤度位移应变盟反应结构歇的开肚裂部辽位裂缝培的发锯展结构揉的破重坏部转位破坏兆形式目便录一、疾前言二、框常用奸振动秋台及攻特点三、粱组成勾及工粒作原宏理四、炉加载努设计五、拨加载柜过程啊及试饲验方姜法六、冈观测廉设计菠及反圾应测趣量七、研安全锄措施八、驰振动地台试叶验实翼例七、劝安全竟措施试件句设计怪时应呼进行吊装晨验算，避岗免试悔件在愉吊装疯过程森中发酷生破负坏.试件构与振夹动台浮的安静装应牢固，对时安装张螺栓供的强度被和刚络度应乳进行购验算。试验川人员任在上我下振惜动台痛台面冰时应侵注意昆台面器和基监坑地奶面之正间的间隙，防娃止发声生坠出人或阿摔伤砖事故述。传感遭器应私与试羡件牢固促连接，并获应采改取预榨防掉级落的似措施烫，避妇免因纹振动爬引起架传感鬼器掉食落或慢损坏两。有可移能发他生倒名塌的遇试件冬，应衰在振笛动台岭四周铺设登软垫，并界利用驰吊车企通过班绳索姓或钢斯丝绳遭进行照保护必，防胖止试题件倒职塌时都损坏烂振动若台和计周围情设备慎。进忘行倒科塌试逐验时卧，应薄将传谎感器怕全部缝拆除越、同酬时认搏真做浪好摄涂像记阴录工耻作。试验治过程骑中应则做好警戒莲标志，防巡寿止与轰试验搬无关延的人芝员进摩入试妙验区柳。目统录一、脱前言二、昌常用鼠振动贝台及监特点三、蝴组成仪及工喜作原顾理四、另加载牢设计五、涨加载身过程厅及试饰验方咸法六、君观测今设计挺及反温应测局量七、蒜安全臣措施八、捧振动帽台试吗验实犬例八、钓振动危台试陡验实予例上海柿星海碰大厦计位于资江宁犬路普资陀路创口，级该大滑厦地绒下2层，眯地上24层(局部25层)，立让面从4层至20层开爆有巨聚大门辛洞。更由于豆受建纱筑造掌型的竞限制谎，结膊构采联用门式绵结构，两险门框烈之间晨成20蜓°。试我验模袄型为l:互25微粒肆混凝这土整慌体模岁型。销通过意模拟桃地震误振动融台试聋验研远究该盘结构晌的自菜振频语率、信振型担，研侵究结甩构在武遭受7度多甜遇、牛基本析烈度和罕遇汁地震望作用时的附加速汽度、票位移咐和应偷变反让应以毛及结丘构的冒开裂优、破奔坏部切位和谋破坏商形式机。上海洪星海诉大厦裳模型（1）模型榴设计脱与制友作结构需动力简模型惜设计疲时，第很难味完全项满足钉模型质与原让型之兄间的专相似邀关系讲。该伍试验火主要壁研究侨地震耍时结成构的考性能崇，因改此设柏计主启要应慰满足抗侧良力构妻件相似颗关系朵。物理量相似系数物理量相似系数长度1/25弹性模量1/3.516时间0.075应力1/3.516频率13.333位移1/25密度1.0加速度7.110表1模型夸相似倾系数模型陪主体石采用微粒侨混凝怎土和镀锌吃铁丝制作；墙、温柱、企梁、王板等龄构件追尺寸愤及配雕筋由相似油关系计算差得出；柱中逐纵向打钢筋堤与箍客筋的痕连接榴采用焊锡仍焊接；梁、棍板中态配有点焊猴铁丝帆网或镀锌捐铁丝；由于拢模型蛇比例省较小贪，制堂作精厕度要谎求较钓高，认因此学对施脂工精宵度有攻特殊让要求葡。该凭模型外模采用攀有机娘玻璃槐板，批可以病在浇户筑过院程中臂及时斗发现条问题功，保校证浇雪筑密唐实。内模采用析泡沫疑塑料届。使钩用这秋种材速料易侄于拆脖模。（2）振动傅台试倦验方攻法①试用验采辰用的侦波形上海街星海惩大厦残场地书类别锁为IV类场撇地土修。根雪据原虎型场订地条兽件以光及原帐型结欲构的蚕动力塞特性泼，输入波形欲选用EL修-C牛en正t甘ro波、Sa先n-走Fe患rn之an刘do波及宜拟合坟规范甲反应驼谱的慰人工匹地震捎波。畏试验驰时，算分为多遇逝地震、基本匪烈度萄地震和罕遇盈地震三种独加速底度，星依次豪输入上述尘三种废波形。②测柏点布挤置沿模托型高铲度在3个主舰轴方精向布垫置了23个加粘速度址传感迅器。哀测量爹模型辣的加担速度握反应载，同外时布鱼置了21片应坚变片土，测竞量模食型关食键部飘位主岔要构著件的俱应变谅反应侍。（3）试脖验结燃果①试逮验现烟象②模挤型动阿力特惭性该结互构的猜自振挥特性怀有以拍下特涛点：频率序号123456频率（Hz）9.76613.02139.71441.66743.62048.177阻尼比0.04230.05780.03190.02440.01390.0157振型形式斜向扭转X向东塔Y东塔X西塔Y表2模型认自振萝频率忽及阻届尼比①模图型的甲第一材振型五为斜向京振型。其潜他振勾型多阁为空间属振型。②东雅、西佩塔楼郊有各拜自的厕局部棉振动悠，由赌于两武塔楼勇的质厦量和传刚度血不完牺全一迫致(施工反和使虾用所字至)，使触两塔不楼的