[实用新型]一种适用于多点振动台试验模拟边界的多向可调刚度弹簧

说明书

本实用新型提供了一种适用于多点振动台试验模拟边界的多向可调刚度弹簧，包括刚度控制器、片状环向弹簧和碟形弹簧；刚度控制器为筒状结构，包括位于中部的控制轴、顶部、侧壁以及位于底部并与控制轴固定连接的调节器，在刚度控制器顶部开设有出口，在侧壁上也开设有狭长的出口，片状环向弹簧和碟形弹簧一端置于刚度控制器内，分别连接到控制轴的侧向及上部，另一端分别由刚度控制器的侧壁以及顶部开设的出口穿出，环绕刚度控制器的侧壁及刚度控制器顶上。本实用新型能够同时调节弹簧的多向刚度，可以应用在多点地震动试验进行人工边界的模拟。

技术领域

本实用新型涉及弹簧技术领域，尤其是指一种适用于多点地震动试验的多向刚度可调弹簧装置。

背景技术

目前，有众多的弹性刚度可调的弹簧装置，但是大多都结构复杂，在实际工程应用过程中产生诸多不便。特别是针对地震动试验，有采用横、纵梁柔性连接的模型箱和改变弹簧工作长度的装置等来调节刚度，但是普遍存在着装置设计繁琐，不具有通用性，而且只有单向刚度调节的功能。

在结构的抗震分析中，合理的确定地基的条件情况是确保试验准确的前提。现有的振动台大多数是用来模拟地震动的多维一致激励，而大跨结构的抗震分析是需要多点振动台试验进行模拟实际地震情况的。地震动输入是通过在人工边界上施加等效节点力实现的，对于人工边界的处理又需要考虑地基的惯性和阻尼效应，因此需要改变地基的三维刚度情况，所以在多点振动台试验需要一种装置简单、能够同时改变多向刚度的装置，用于分布式的人工边界模拟。

实用新型内容

本实用新型提供了一种适用于多点振动台试验模拟边界的多向可调刚度弹簧，该装置解决了弹簧多向弹性刚度可调的问题，通过旋转所述刚度控制器底部的调节器，将部分片状环向弹簧和部分碟形弹簧旋入并压缩于刚度控制器内，从而改变刚度控制器外部弹簧刚度。技术方案如下：

一种多向可调刚度弹簧，包括刚度控制器、片状环向弹簧和碟形弹簧；刚度控制器为筒状结构，包括位于中部的控制轴、顶部、侧壁以及位于底部并与控制轴固定连接的调节器，在刚度控制器顶部开设有出口，在侧壁上也开设有狭长的出口，所述片状环向弹簧和所述碟形弹簧一端置于所述刚度控制器内，分别连接到控制轴的侧向及上部，另一端分别由所述刚度控制器的侧壁以及顶部开设的出口穿出，环绕所述刚度控制器的侧壁及所述刚度控制器顶上；通过旋转刚度控制器底部的调节器，将部分片状环向弹簧和部分碟形弹簧旋入并压缩于刚度控制器内，从而改变刚度控制器外部弹簧刚度。

优选地，所述的刚度控制器包括环向刚度控制器、纵向刚度控制器和控制器合封盖；所述纵向刚度控制器嵌套于所述环向刚度控制器内，并同轴固接于所述环向刚度控制器顶部；所述控制轴上端通过轴承与所述环向刚度控制器顶面中心连接，下端由所述控制器合封盖上预留的控制口穿出；所述控制器合封盖通过螺纹旋紧于所述环向刚度控制器下端。

所述纵向刚度控制器为上、下端开口的环箍结构，其内壁的上半部分设有与所述碟形弹簧充分咬合的螺纹，下半部分光滑，且所述纵向刚度控制器下半部分的内径略小于上半部分的内径。

所述环向刚度控制器为上端封闭、下端开口的筒状结构，在所述环向刚度控制器的顶面和所述纵向刚度控制器接合处开有可供所述碟形弹簧穿出的控制口，下端外壁处留有螺纹；所述环向刚度控制器侧壁留有可供所述片状环向弹簧穿出的控制缝。

所述控制轴整体为圆柱体，位于所述纵向刚度控制器和所述控制器合封盖部分段呈正六边柱形；所述控制轴上端正六边柱形套有圆盘；所述圆盘中心留有与所述控制轴上端六边形段完全咬合的正六边形孔，所述圆盘侧壁留有与所述纵向刚度控制器上部完全咬合的螺纹。

所述控制器合封盖包括有控制器底盖；所述控制器底盖和所述调节器中心都留有与所述控制轴下端六边形段完全咬合的正六边形孔；通过螺母旋紧在所述调节器侧部固定孔及所述调节器端部锁孔处。

所述片状环向弹簧的内端部固接在所述控制轴的中部，绕所述控制轴旋转；所述片状环向弹簧通过所述环向刚度控制器侧壁的控制缝穿出。