[发明专利]一种海上风浪动态加载试验装置及方法

权利要求书

1.一种海上风浪动态加载试验装置，其特征在于主体结构包括反力柱、水平圆形轨道、六自由度信息收集器、变频电机、滑动块、模型箱、底座、信息处理器、伺服电机、信息传输器、PLC操作控制器、油泵和伺服加载控制器，其中水平圆形轨道、滑动块、变频电机组成水平圆形位移控制系统，伺服电机、油泵和伺服加载控制器组成伺服加载系统，六自由度信息收集器、信息处理器、信息传输器、数据线组成位移反馈信息系统，PLC操作控制器为控制系统，底座中间安装模型箱，底座的四个角处竖向安装四根反力柱，水平圆形轨道水平安装在四根反力柱之间上并与每根反力柱相切，水平圆形轨道采用不锈钢制成的带轨道圆盘，滑动块由滑轮和固定块构成，滑动块的滑轮固定在水平圆形轨道上，变频电机的一端与伺服加载系统连接，另一端固定在滑动块上，变频电机带动滑动块在水平圆形轨道上运动，从而实现滑动块的圆形运动，变频电机带动滑动块运动的速度通过数据线传送到位移反馈信息系统，位移反馈信息系统将接收到的信息处理后传送给控制系统，控制系统根据实际试验需求对变频电机的运动速度和运动轨迹进行调整；伺服电机固定在滑动块上，油泵与伺服电机管道连接，伺服加载控制器安装在底座的一侧并通过数据线与油泵连接，伺服加载控制器根据试验所需的频率、振幅、循环次数控制油泵，油泵通过油管控制伺服电机，从而实现加载要求；信息传输器通过数据线分别与控制系统和信息处理器连接，信息处理器通过数据线与六自由度信息收集器连接，六自由度信息收集器安装在水平圆形轨道的正中间，模型桩在加载过程时，六自由度信息收集器将收集到的桩体信息通过数据线传送给信息处理器，信息处理器将得到的信息进行处理通过数据线传给信息传输器，信息传输器将接收到的信息传送到PLC操作控制器，PLC操作控制器根据实际试验需求对变频电机的运动速度和运动轨迹进行调整，并对各个系统的运动状态进行调整以达到模型桩试验的要求。

2.一种采用如权利要求1所述装置进行海上风浪动态加载试验的方法，其特征在于具体过程为：

(1)将变频电机通过数据线与控制系统连接，打开控制系统检查变频电机是否能在水平圆形轨道上正常运行；然后将位移反馈信息系统中的六自由度信息收集器、信息处理器、信息传输器通过数据线连接，启动位移反馈信息系统，检查各件是否工作正常；将油泵通过油管与伺服电机连接，再将伺服加载控制器通过数据线与油泵连接，打开伺服加载控制器检查伺服加载系统是否工作正常；

(2)根据模型桩的位置确定伺服加载系统的位置，然后通过伺服加载控制器将伺服电机的加载杆对准模型桩的中心位置，确定加载时频率、振幅、循环次数并进行试验方案的确定，准备就绪后打开伺服电机的开关进行模型桩的模拟试验；

(3)位移反馈信息系统实时进行检测模型桩桩体的位移变化，并将采集到的信息通过数据线传输到PLC操作控制器，PLC操作控制器对各个系统的运动状态进行调整实现伺服电机加载时在模型桩的中心位置；

(4)当模型桩的模拟试验达到所规定的加载循环次数，或者符合模型桩桩体破坏条件时，PLC操作控制器发出停止试验指令，所有系统自动关闭，停止试验。