[发明专利]一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置及使用方法

说明书

一种结构自由振动的动‑静剪力卸载起振装置，包括动‑静加载活塞、双向液压油缸、反力刚架、剪切T型构件、剪切凹型构件、拉拔销钉、拉拔器支座、电动快速拉拔器、拉拔器调节滑轨、拉拔器连杆、压力传感器、激光挠度仪、被测试件、可滑动支座、波形拾振器、动态数据采集仪、计算机及伺服液压泵；一种结构自由振动的动‑静剪力卸载起振装置的使用方法，包括以下步骤：步骤1，安装被测试件；步骤2，按着设计要求确定试验方式；步骤3，确定起振方式并进行实验；步骤4，整理实验数据，确定被测试件的剩余使用寿命。本发明通过采用瞬间剪力或位移卸载引起结构振动的原理，促使结构产生自由振动，提高了振动实验测试数据的可靠性。

技术领域

本发明属于结构实验技术领域，涉及到结构自由振动的激发形式，特别是涉及一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置及使用方法，在加载过程中瞬间卸载剪力引起结构振动的起振装置。

背景技术

为了对结构的振动挠度、振动频率、振动模态等数据进行实验分析，往往需要大型的实验室起振装置，而现有的起振设备往往是使结构按照一定频率产生受迫振动，而很难实现结构的自由振动，而结构的自由振动状态更能够真实准确的反映结构的力学指标及其健康状态。现有的实验设备很难真正的实现结构的自由振动，且也无法控制结构自由振动的初始力或初始位移。

目前结构振动测试较常用的结构动态试验采集系统(MTS)，其使结构起振往往是通过采用大功率伺服泵站及动态加载作动器相结合实现的，其试验过程是试验试件首先受作动器控制产生固定波形的受迫振动，然后在将作动器的作动力快速撤出从而使结构产生在这一波形作用下的自由振动。采用这种加载方式进行振动试验，不仅设备价值昂贵(约千万元)，且使试样产生自由振动的应力及位移也受到很大的限制，不能完全反应试件自身的力学特性。因此，提出一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置及使用方法尤为重要。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置及使用方法。本发明所采用的技术方案是采用瞬间剪力或位移卸载引起结构振动的原理，这种方法可瞬间释放作用在结构上力或位移促使结构产生自由振动。这种实验装置大大提高了结构振动实验测试数据的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置，包括反力刚架、可滑动支座、剪切T型构件及剪切凹型构件，所述可滑动支座滑动安装于地面上，可滑动支座上表面设置有被测试件，被测试件外表面上安装有多个波形拾振器，波形拾振器输出端与动态数据采集仪输入端连接，动态数据采集仪输出端与计算机输入端相连，被测试件上表面中心处设置有剪切凹型构件，所述剪切凹型构件位于剪切T型构件的正下方，剪切凹型构件与剪切T型构件上对应设置剪切孔，且剪切T型构件开设有剪切孔部分伸入的剪切凹型构件的凹槽内，两者通过安装于剪切孔内的销钉相对固定，剪切凹型构件外表面对称安装有拉拔器支座，拉拔器支座上设置有电动快速拉拔器，所述反力刚架固定安装于地面上，反力刚架中心处安装有双向液压油缸，双向液压油缸的动-静加载活塞一端伸出反力刚架设置，另一端底部固定安装有压力传感器，双向液压油缸的进出油口分别通过管路与伺服液压泵连接，所述反力刚架上安装有两个拉拔器调节滑轨，两个拉拔器调节滑轨相对于双向液压油缸对称设置，拉拔器调节滑轨与电动快速拉拔器分别与拉拔器连杆两端铰接，所述反力支架上设置有激光挠度仪，激光挠度仪与被测试件对应设置。

所述剪切孔为等直径剪切孔或锥形剪切孔，当剪切T型构件和剪切凹型构件上设置的剪切孔为等直径剪切孔时，两者通过安装于等直径剪切孔内的剪切销钉相对固定；当剪切T型构件和剪切凹型构件上设置的剪切孔为锥形剪切孔时，两者通过安装于锥形剪切孔内的拉拔销钉相对固定。

一种结构自由振动的动-静剪力卸载起振装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将被测试件安放于可滑动支座上，调整装置各个构件的位置，保证动-静加载活塞、压力传感器、剪切T型构件、剪切凹型构件及被测试件中心对正，并使剪切凹型构件与被测试件紧密贴合；