[实用新型]一种内压脉动机理研究的多功能试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及结构风工程技术领域的试验装置，尤其是涉及一种内压脉动机理研究的多功能试验装置。

背景技术

我国是风灾频发的国家，近些年来受风灾影响造成大量房屋倒塌和人员伤亡。调查表明，台风作用下房屋墙面开孔造成内压骤然增大是造成房屋破坏的关键原因，当墙面开孔时在外界高气压作用下气流贯入房屋内部使内部空气压缩，内部气压增大后气流又从孔口涌出，如此往复形成一个非线性动力系统，可见对风致房屋内部压力脉动的非线性动力学机理的研究是低矮房屋抗风灾设计的基础。国外学者Holmes对风致房屋内压的动力学机理进行了理论和试验研究，并借鉴赫姆霍兹共振理论提出了内压响应的非线性方程，为深入研究内压脉动机理奠定了基础，遗憾的是Holmes所提出的非线性方程不能完全描述内压脉动的复杂性，尽管此后不少学者提出了修正的方程，但至今仍未形成共识，特别是方程中的经验系数取值问题更是长期困扰着风工程界。产生这一现状的原因是目前还没有专门针对内压脉动机理的试验研究装置，无法对影响内压脉动的内部容积、开孔特征和外部压力动力特性等因素进行系统研究。

发明内容

为了填补国内外关于内压脉动机理系统试验研究的空白，本实用新型的目的在于提供一种内压脉动机理研究的多功能试验装置，使其能够模拟多种内部容积、多种开孔特征和多种外部压力特性情形下并对内压和外压的时程进行测定，从而为开展内压脉动机理的研究提供依据。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

两个截面外径相同、壁厚相同的大圆筒通过中间开有大方孔的圆档板串联成一体，两个大圆筒侧面分别安装在弧形支座上，弧形支座底座安装在底板上，第一个大圆筒内部安装第一个大活塞，方杆的一端与第一大活塞垂直连接，另一端安装在固定于底板的第一塔形支座上，第一大活塞与圆档板间形成空腔，第二个大圆筒内部安装第二个大活塞，方板的一端与第二个大活塞垂直连接，另一端安装在固定于底板的第二塔形支座上，第二个大活塞与圆档板间形成空腔，第二个大活塞沿大活塞滑动方向开设圆柱形的孔，一个外径与孔直径相同且长度大于第二个大活塞长度的小圆筒嵌入孔中，小圆筒中安装长度大于小圆筒的小活塞，小活塞一端伸入空腔中，另一端与安装在方板上的电磁激振器的激振头相连，电磁激振器与功率放大器连接，第一大圆筒的空腔通过第一空心管与第一压差传感器的一个测压孔连接，第二大圆筒的空腔通过第二空心管与第二压差传感器一个测压孔连接，两个压差传感器的另一个测压孔间串联连通同一个容器，容器上开有一个与大气连通的小孔，两个压差传感器分别与同一个信号采集仪连接。

所述的方杆上开有腰形槽用螺栓将腰形槽与第一塔形支座相连；所述的方板上分别开有腰形槽，分别用螺栓将各自的腰形槽与第二塔形支座相连。

所述的圆档板中间的大方孔周围设有连接孔。

所述的圆档板两侧与两个大圆筒连接处设有密封圈，所述的第二个大活塞与小圆筒连接处设有密封圈。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型利用可控的活塞机械运动改变空气体积来制造确定性的动态压力，对具有可变内部容积和可变开孔特征的容器进行激励，通过测定外部激励压力和内部响应压力的特性来研究内压脉动机理。该装置能将影响内压脉动的复杂因素进行分离，适用于进行内压脉动机理的系统研究。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1的A-A俯视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C-C左视图。

图5是图1的D-D右视图。

图中：1、大圆筒，2、弧形支座，3、底板，4、圆档板，5、大方孔，6、大活塞，7、方杆，8、塔形支座，9、空腔，10、大活塞，11、方板，12、塔形支座，13、空腔，14、孔，15、小圆筒，16、小活塞，17、电磁激振器，18、功率放大器，19、容器，20、空心管，21、压差传感器，22、信号采集仪，23、腰形槽，24、螺栓，25、连接孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。