[发明专利]混合试验用加载反力装置、实时混合试验系统及其试验方法

权利要求书

1.一种实时混合试验系统的试验方法，所述实时混合试验系统，基于一种混合试验用加载反力装置，装置包括：

底部钢基座、钢反力架、作动器支撑平台以及作动器安装座，其中，底部钢基座上方一侧连接钢反力架，底部钢基座上方另一侧连接作动器支撑平台，作动器安装座上铰接连接有作动器；

钢反力架和作动器之间设置试验子结构，所述钢反力架上临近作动器的一侧与试验子结构一端传力连接，试验子结构另一端与作动器的驱动部件刚性连接；

所述钢反力架的底部通过第一位置调节机构实现钢反力架和作动器之间的直线间距的粗调节；

所述钢反力架和试验子结构之间设有第二位置调节机构，通过第二位置调节机构实现钢反力架和作动器之间的直线间距的精细调节；

温控箱，所述温控箱可拆卸的连接于试验子结构外部，用于对试验子结构的试验温度进行调节；

实时混合试验系统包括：传感器、数据采集模块、功率放大器、作动器驱动模块、数据通信模块、恒压电源模块、下位机和上位机，其中，

上位机通过数据通信模块与下位机相连，下位机与传感器和功率放大器之间均采用数据传输线相连，功率放大器与作动器驱动模块之间、功率放大器和作动器之间分别采用导线相连；

恒压电源模块为多个，多个恒压电源模块分别与下位机、传感器采用导线对应相连；

所述传感器包括位移传感器和力传感器，其中，力传感器用于将试验子结构受到的加载力实时反馈给数据采集模块；位移传感器用于将试验子结构发生的位移量实时反馈给数据采集模块；

所述数据采集模块将力信号和位移信号传输给下位机，下位机再通过数据通信模块传输给上位机；其特征在于，

包括以下几个试验步骤：

S1、在混合加载反力装置上安装试验子结构；

S2、工程结构的数值计算模型在上位机中建立，上位机根据数值模型上施加的激励信号和初始化的响应信号计算出第一步的控制信号命令；

S3、上位机通过数据通讯模块将控制信号命令传输到下位机，下位机接受控制信号命令；

S4、下位机实时地将控制信号命令发送给功率放大器，功率放大器将放大后的信号通过作动器驱动模块实现对作动器的控制，具体是，所述作动器驱动模块的控制方式为等效力反馈控制，由DAC模块实现，由反相放大电路和加法运算电路配合DAC模块的双通道模式，来实现作动器正、负拉力的控制，进而实现试验子结构的实时动力加载；

S5、所述传感器包括位移传感器和力传感器，其中，力传感器用于对试验子结构受到的加载力进行实时反馈给数据采集模块；位移传感器用于对试验子结构发生的位移量进行实时反馈给数据采集模块；

S6、下位机将数据采集模块反馈的力和位移数据通过数据通讯模块发送至上位机；

S7、上位机根据接收到的试验子结构的力和位移数据，通过数值积分算法计算出速度、加速度和下一步的控制信号；

S8、重复执行步骤S2—步骤S7，直至激励信号结束。

2.根据权利要求1所述的实时混合试验系统的试验方法，其特征在于，所述第一位置调节机构包括调节钢板，调节钢板固定连接在钢反力架的底部，调节钢板与底部钢基座之间螺栓装配式连接，所述调节钢板上沿作动器的传力方向均匀间隔布置多个螺栓连接孔；通过调节钢反力架与底部钢基座之间调节螺栓孔对应位置实现钢反力架和作动器之间的直线间距的粗调节。

3.根据权利要求1所述的实时混合试验系统的试验方法，其特征在于：所述第一位置调节机构包括滑块，所述滑块固定连接在钢反力架的底部，所述底部钢基座上沿作动器传力方向设有长槽，钢反力架的底部通过滑块在所述长槽内滑动连接，以调节钢反力架和作动器之间的直线间距，并通过锁止装置锁定。

4.根据权利要求1~3中任一所述的实时混合试验系统的试验方法，其特征在于：所述第二位置调节机构包括反力螺纹杆，所述反力螺纹杆设置于钢反力架与试验子结构之间，通过调节钢反力架与反力螺纹杆螺纹数目实现钢反力架和试验子结构之间间距的精细调节。

5.根据权利要求1所述的实时混合试验系统的试验方法，其特征在于，所述作动器支撑平台上沿作动器的传力方向均匀间隔若干个螺栓孔，所述作动器安装座与作动器支撑平台之间通过螺栓孔进行水平调节，保证作动器与试验子结构精准连接。