[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

说明书

本发明公开了一种混合加载反力装置、实时混合试验系统及其试验方法，混合加载反力装置应用于实时混合试验系统中，系统包括传感器、数据采集模块、作动器驱动模块、数据通信模块、下位机和上位机，其中，上位机计算数值子结构试件动力响应，并传输到下位机，下位机控制作动器带动试验子结构试件工作；数据采集模块利用传感器实时采集试验子结构试件运行过程中产生的信号，并反馈给下位机；下位机将反映试验子结构试件工作的信号传输到上位机；上位机根据接收到的试验子结构试件工作响应信号和程序施加的激励信号计算下一时刻对试验子结构的控制信号。该实时混合试验系统具有试验占地较小、试验精度高、易于控制的特点。

技术领域

本发明属于结构工程抗震试验领域，尤其涉及一种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。

背景技术

传统的结构抗震试验方法从拟静力试验创造出重复加载方式，发展到拟动力试验再到如今比较成熟的地震模拟振动台试验方法。虽然地震模拟振动台是现阶段最常用最能反映结构在地震作用下真实情况的人工模拟手段，但是多数都只能进行缩尺模型试验。然而现代建筑结构发展趋势是大型化、复杂化，而缩尺模型得出的试验结果不能完全准确的推算到真实试验结构上。并且振动台及配套设备价格和设计建造费用昂贵，导致振动台试验费用高、试验过程复杂。

混合试验是将结构中不容易数值模拟的非线性较强或受力复杂构件作为试验子结构，其它容易模拟的部分作为数值子结构，通过上位机和作动器下位机连接通信与计算，实现全结构在地震作用下的动力反应分析。

而现有的混合试验均是基于大型的液压伺服系统，对试验室的规模、实验设备能力、上位机的台数和性能以及各方面人员数量的配备要求都很高，且整个系统搭建复杂，试验费用高昂，很难得到真正推广及应用。

因此，减小试验成本，降低混合试验研究的门槛，让混合实验平台真正得到推广及应用成为燃眉之急。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种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，该实时混合试验系统具有试验占地较小，搭建简单，造价低廉、试验过程费用低且易于控制等特点，并且对上位机的台数和性能以及试验人员数量的配备要求大幅度降低，使得实时混合试验系统能够更广泛的推广及应用，大幅度降低了混合试验研究的门槛。并且该实时混合试验系统的安装及工作调节方法具有操作简单，可调性好，调节精度高等特点。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种混合试验用加载反力装置，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。

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。