[实用新型]一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置

说明书

本实用新型涉及一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，包括有一简支梁，该简支梁下端经支撑块支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯，该第一烧杯经一软胶管与第二烧杯相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器，通过虹吸原理对第一烧杯中的水进行排出或注入以实现对该位置质量线性改变的模拟；通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励，简支梁结构不同位置质量的改变，结构的特征参数必将随之改变并呈现时变特性，该装置较好模拟了结构特定位置的质量改变过程，试验结构简单，具有可重复性，为结构参数识别以及结构损伤识别等理论应用研究提供基础。

技术领域

本实用新型涉及一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置。

背景技术

我国从古至今都是桥梁大国，截至2017年底，我国公路桥梁数量已超过80万座，高铁桥梁累积长度超过1万公里。然而据统计分析约有四分之一以上的桥梁都存在结构性缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患，而其中的重要桥梁急需安全监测、评定和维修加固。桥梁结构的当前健康状态可用结构的模态参数和物理参数进行描述。刚度、质量、阻尼构成了结构的物理参数，决定了结构的动力学性质。频率、振型、阻尼比等构成了结构的模态参数，属于结构固有的振动特性，同时也是物理参数的函数。服役过程中结构的损伤必然引起结构物理参数的改变，而模态参数也会随之发生变化。因此，对结构进行健康监测、损伤识别研究都离不开参数识别工作。如何准确识别出这些参数，在健康监测和损伤评估领域中是至关重要的。另外，实际桥梁结构在各种外荷载作用下发生损伤通常是一个由轻微损伤到严重损伤的渐变过程，此过程中结构的特征参数无时无刻都在发生变化，呈现时变特征。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型时变结构瞬时特征参数识别试验装置，不仅结构简单合理，而且为结构参数识别以及结构损伤识别等理论应用研究提供基础。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：包括有一简支梁，该简支梁下端经支撑块支撑限位，所述简支梁上表面固设有第一烧杯，该第一烧杯经一软胶管与第二烧杯相通，且第二烧杯所在水平高度低于第一烧杯所在水平高度，沿简支梁延伸方向上均布有若干加速度传感器，通过一力锤对简支梁上表面敲击模拟外部激励。

进一步的，所述支撑块设置有两块，分别固设在简支梁两端下方。

进一步的，所述力锤上安装有敲击力传感器。

进一步的，所述软胶管延伸至第一烧杯内底部，第一烧杯与第二烧杯内均盛装有水。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：1.通过将不同尺寸及盛水量的第一烧杯固定于不同位置，即可实现对不同位置以及不同质量改变程度工况的模拟；2.和传统装置相比，本装置不仅可以实现对时不变结构的模拟，也能实现对时变结构的模拟；3.利用虹吸原理根据软管两端的压强差实现液体的匀速排出或者匀速注入，从而实现质量的线性变化，最终达到对时变结构的模拟；4. 试验所采用的外部激励由力锤提供，通过改变锤头的材质可以实现不同频响带宽的激振，并且通过力锤传感器可以得到每次锤击的激励大小；另外，可以通过改变敲击点位置实现不同位置的激振。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例构造示意图。

图中：1-简支梁，2-支撑块，3-第一烧杯，4-软胶管，5-第二烧杯，6-加速度传感器。

具体实施方式