土木工程结构抗震试验装置的制作方法

1.本发明涉及土木工程试验设备领域，尤其涉及土木工程结构抗震试验装置。


背景技术：

2.土木工程结构抗震试验装置是利用驱动元件带动试验台周期性晃动，从而测出该待测结构的抗震效果。现有的抗震试验装置为了实现试验台的灵活晃动，采用弹性连接件对试验台进行支撑或限位，弹性连接件还具有一定的保护效果，但弹性连接件的弹性势能会对试验台的运动产生干扰，导致最终测量的数据有所误差，无法真实的模拟该待测结构受到震动的影响。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：提供一种测量精度高的土木工程结构抗震试验装置。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：土木工程结构抗震试验装置，包括机架、移动架、第一液压缸、旋转架、伺服电机、顶杆、关节轴承、试验台、第二液压缸和第三液压缸；
5.所述机架沿水平方向设有第一滑轨，所述移动架与所述第一滑轨滑动配合，所述第一液压缸设置在所述机架上，所述第一液压缸与所述移动架连接，所述旋转架转动设置在所述移动架上，所述旋转架转动的轴线垂直于水平面，所述伺服电机设置在所述移动架上，所述伺服电机与所述旋转架连接，三根以上所述顶杆均竖直设置在所述旋转架上，三组以上所述第二液压缸均竖直设置在所述旋转架上，所述第三液压缸沿所述旋转架转动的轴线竖直设置在所述旋转架上，三根以上所述顶杆围绕所述旋转架转动的轴线在圆周方向上均匀布置，所述顶杆的顶部通过所述关节轴承与所述试验台的底部连接，三组以上所述第二液压缸围绕所述旋转架转动的轴线在圆周方向上均匀布置，所述第二液压缸的底部抵在所述试验台的顶部，所述第三液压缸的顶部抵在所述试验台的底部。
6.进一步地，还包括支撑件，所述第三液压缸与所述支撑件的一端连接，所述支撑件的另一端设有第一球面支撑部，所述试验台的底部设有与所述第一球面支撑部配合的第二球面支撑部。
7.进一步地，还包括按压件，所述第二液压缸与所述按压件的一端连接，所述按压件的另一端设有第三球面支撑部，所述第三球面支撑部抵在所述试验台的顶部。
8.进一步地，所述试验台的顶部设有第一卡槽，所述第二液压缸的底部与所述第一卡槽卡接配合，所述试验台的底部设有第二卡槽，所述第三液压缸的顶部与所述第二卡槽卡接配合。
9.进一步地，所述顶杆和所述第二液压缸的个数均为奇数。
10.进一步地，所述顶杆和所述第二液压缸同轴设置。
11.进一步地，所述第一滑轨的截面形状为t字形，所述第一液压缸的数量为二个，二
个所述第一液压缸分别设置在所述移动架的相对两侧。
12.进一步地，所述伺服电机通过齿轮组与所述旋转架连接，所述移动架设有环形槽，所述旋转架与所述环形槽滑动配合。
13.进一步地，还包括分隔罩和风机，所述分隔罩设置在所述机架上，所述分隔罩将所述移动架、第一液压缸、旋转架、伺服电机、顶杆、关节轴承、试验台、第二液压缸和第三液压缸罩设于内，所述风机设置在所述分隔罩的侧壁。
14.进一步地，所述试验台的顶部设有试件安装台。
15.本发明的有益效果在于：提供一种土木工程结构抗震试验装置，使用前先将待测件固定在试验台的顶部，使用时利用三组以上第二液压缸和一组第三液压缸分别从试验台的上下两侧对试验台进行抵靠，保证试验台的水平性，接着利用伺服电机控制旋转架在移动架上转动，从而调节试验台上待测件的朝向，然后利用第一液压缸驱动移动架和旋转架整体沿第一滑轨水平往复运动，从而模拟出地震的横向震动情形，试验出待测结构的横向抗震能力。当需要模拟出地震的纵向震动情形时，同样先调整好试验台上待测件的朝向，接着利用第一液压缸控制移动架保持水平位置不变，而通过三组以上第二液压缸和一组第三液压缸驱动试验台竖直升降，控制三组以上第二液压缸的压力配合可以灵活转动并适当升降的关节轴承，即可试验不同纵波震动对待测结构产生的影响。当需要同时试验横波和纵波对试件的影响时，在模拟纵向震动的情形时，增加第一液压缸对横向震动进行模拟，同时利用伺服电机控制待测件转动，以模拟待测件在不同方位受到震动时的情况。本发明提供的土木工程结构抗震试验装置消除了弹性连接件的弹性势能对试验结构产生的不利影响，提高了试验精度，能够模拟多种情形下的震动试验，适用范围广。
附图说明
16.图1为本发明实施例的土木工程结构抗震试验装置的结构示意图；
17.图2为本发明实施例的土木工程结构抗震试验装置的局部示意图；
18.图3为本发明实施例的按压件的结构示意图；
19.图4为本发明实施例的支撑件的结构示意图；
20.标号说明：
21.1、机架；11、第一滑轨；2、移动架；3、第一液压缸；4、旋转架；5、伺服电机；6、顶杆；7、关节轴承；8、试验台；9、第二液压缸；91、按压件；10、第三液压缸；101、支撑件。
具体实施方式
22.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
23.请参照图1至图4，土木工程结构抗震试验装置，包括机架、移动架、第一液压缸、旋转架、伺服电机、顶杆、关节轴承、试验台、第二液压缸和第三液压缸；
24.所述机架沿水平方向设有第一滑轨，所述移动架与所述第一滑轨滑动配合，所述第一液压缸设置在所述机架上，所述第一液压缸与所述移动架连接，所述旋转架转动设置在所述移动架上，所述旋转架转动的轴线垂直于水平面，所述伺服电机设置在所述移动架上，所述伺服电机与所述旋转架连接，三根以上所述顶杆均竖直设置在所述旋转架上，三组
以上所述第二液压缸均竖直设置在所述旋转架上，所述第三液压缸沿所述旋转架转动的轴线竖直设置在所述旋转架上，三根以上所述顶杆围绕所述旋转架转动的轴线在圆周方向上均匀布置，所述顶杆的顶部通过所述关节轴承与所述试验台的底部连接，三组以上所述第二液压缸围绕所述旋转架转动的轴线在圆周方向上均匀布置，所述第二液压缸的底部抵在所述试验台的顶部，所述第三液压缸的顶部抵在所述试验台的底部。
25.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种土木工程结构抗震试验装置，使用前先将待测件固定在试验台的顶部，使用时利用三组以上第二液压缸和一组第三液压缸分别从试验台的上下两侧对试验台进行抵靠，保证试验台的水平性，接着利用伺服电机控制旋转架在移动架上转动，从而调节试验台上待测件的朝向，然后利用第一液压缸驱动移动架和旋转架整体沿第一滑轨水平往复运动，从而模拟出地震的横向震动情形，试验出待测结构的横向抗震能力。当需要模拟出地震的纵向震动情形时，同样先调整好试验台上待测件的朝向，接着利用第一液压缸控制移动架保持水平位置不变，而通过三组以上第二液压缸和一组第三液压缸驱动试验台竖直升降，控制三组以上第二液压缸的压力配合可以灵活转动并适当升降的关节轴承，即可试验不同纵波震动对待测结构产生的影响。当需要同时试验横波和纵波对试件的影响时，在模拟纵向震动的情形时，增加第一液压缸对横向震动进行模拟，同时利用伺服电机控制待测件转动，以模拟待测件在不同方位受到震动时的情况。本发明提供的土木工程结构抗震试验装置消除了弹性连接件的弹性势能对试验结构产生的不利影响，提高了试验精度，能够模拟多种情形下的震动试验，适用范围广。
26.在可选实施例中，还包括支撑件，所述第三液压缸与所述支撑件的一端连接，所述支撑件的另一端设有第一球面支撑部，所述试验台的底部设有与所述第一球面支撑部配合的第二球面支撑部。
27.由上述描述可知，支撑件通过第一球面支撑部与试验台的第二球面支撑部配合，可降低试验台翻倾时与支撑件之间的摩擦力。
28.在可选实施例中，还包括按压件，所述第二液压缸与所述按压件的一端连接，所述按压件的另一端设有第三球面支撑部，所述第三球面支撑部抵在所述试验台的顶部。
29.由上述描述可知，按压件通过第三球面支撑部按压在试验台的顶部，降低试验台翻倾时与支撑件之间的摩擦力，提高模拟震动精度。
30.在可选实施例中，所述试验台的顶部设有第一卡槽，所述第二液压缸的底部与所述第一卡槽卡接配合，所述试验台的底部设有第二卡槽，所述第三液压缸的顶部与所述第二卡槽卡接配合。
31.由上述描述可知，第一卡槽和第二卡槽分别用以卡接第二液压缸和第三液压缸，避免第二液压缸和第三液压缸脱离试验台。
32.在可选实施例中，所述顶杆和所述第二液压缸的个数均为奇数。
33.由上述描述可知，顶杆和第二液压缸均采用奇数个，使模拟纵向震动更加真实，提高试验效果。
34.在可选实施例中，所述顶杆和所述第二液压缸同轴设置。
35.由上述描述可知，顶杆和第二液压缸采用同轴设置，使模拟纵向震动更加真实，提高试验效果。
36.在可选实施例中，所述第一滑轨的截面形状为t字形，所述第一液压缸的数量为二
个，二个所述第一液压缸分别设置在所述移动架的相对两侧。
37.由上述描述可知，第一滑轨采用t字形截面，并对称设置两组第一液压缸的作用均是为了提高移动架的稳定性。
38.在可选实施例中，所述伺服电机通过齿轮组与所述旋转架连接，所述移动架设有环形槽，所述旋转架与所述环形槽滑动配合。
39.由上述描述可知，齿轮组用以实现伺服电机与旋转架之间传动连接，环形槽起到提高旋转架转动稳定性的作用。
40.在可选实施例中，还包括分隔罩和风机，所述分隔罩设置在所述机架上，所述分隔罩将所述移动架、第一液压缸、旋转架、伺服电机、顶杆、关节轴承、试验台、第二液压缸和第三液压缸罩设于内，所述风机设置在所述分隔罩的侧壁。
41.由上述描述可知，分隔罩起到降低环境对试验的干扰的作用，风机用以模拟出不同风力对待测件产生的影响。
42.在可选实施例中，所述试验台的顶部设有试件安装台。
43.由上述描述可知，试件安装台通过锁接等方式将待测件固定，保证试验精度。
44.请参照图1至图4，本发明的实施例一为：土木工程结构抗震试验装置，包括机架1、移动架2、第一液压缸3、旋转架4、伺服电机5、顶杆6、关节轴承7、试验台8、第二液压缸9和第三液压缸10；
45.所述机架1沿水平方向设有第一滑轨11，所述移动架2与所述第一滑轨11滑动配合，所述第一液压缸3设置在所述机架1上，所述第一液压缸3与所述移动架2连接，所述旋转架4转动设置在所述移动架2上，所述旋转架4转动的轴线垂直于水平面，所述伺服电机5设置在所述移动架2上，所述伺服电机5与所述旋转架4连接，三根以上所述顶杆6均竖直设置在所述旋转架4上，三组以上所述第二液压缸9均竖直设置在所述旋转架4上，所述第三液压缸10沿所述旋转架4转动的轴线竖直设置在所述旋转架4上，三根以上所述顶杆6围绕所述旋转架4转动的轴线在圆周方向上均匀布置，所述顶杆6的顶部通过所述关节轴承7与所述试验台8的底部连接，三组以上所述第二液压缸9围绕所述旋转架4转动的轴线在圆周方向上均匀布置，所述第二液压缸9的底部抵在所述试验台8的顶部，所述第三液压缸10的顶部抵在所述试验台8的底部。
46.还包括支撑件101，所述第三液压缸10与所述支撑件101的一端连接，所述支撑件101的另一端设有第一球面支撑部，所述试验台8的底部设有与所述第一球面支撑部配合的第二球面支撑部。还包括按压件91，所述第二液压缸9与所述按压件91的一端连接，所述按压件91的另一端设有第三球面支撑部，所述第三球面支撑部抵在所述试验台8的顶部。所述试验台8的顶部设有第一卡槽，所述第二液压缸9的底部与所述第一卡槽卡接配合，所述试验台8的底部设有第二卡槽，所述第三液压缸10的顶部与所述第二卡槽卡接配合。所述顶杆6和所述第二液压缸9的个数均为奇数。所述顶杆6和所述第二液压缸9同轴设置。所述第一滑轨11的截面形状为t字形，所述第一液压缸3的数量为二个，二个所述第一液压缸3分别设置在所述移动架2的相对两侧。所述伺服电机5通过齿轮组与所述旋转架4连接，所述移动架2设有环形槽，所述旋转架4与所述环形槽滑动配合。还包括分隔罩和风机，所述分隔罩设置在所述机架1上，所述分隔罩将所述移动架2、第一液压缸3、旋转架4、伺服电机5、顶杆6、关节轴承7、试验台8、第二液压缸9和第三液压缸10罩设于内，所述风机设置在所述分隔罩的
侧壁。所述试验台8的顶部设有试件安装台。
47.综上所述，本发明提供一种土木工程结构抗震试验装置，使用前先将待测件固定在试验台的顶部，使用时利用三组以上第二液压缸和一组第三液压缸分别从试验台的上下两侧对试验台进行抵靠，保证试验台的水平性，接着利用伺服电机控制旋转架在移动架上转动，从而调节试验台上待测件的朝向，然后利用第一液压缸驱动移动架和旋转架整体沿第一滑轨水平往复运动，从而模拟出地震的横向震动情形，试验出待测结构的横向抗震能力。当需要模拟出地震的纵向震动情形时，同样先调整好试验台上待测件的朝向，接着利用第一液压缸控制移动架保持水平位置不变，而通过三组以上第二液压缸和一组第三液压缸驱动试验台竖直升降，控制三组以上第二液压缸的压力配合可以灵活转动并适当升降的关节轴承，即可试验不同纵波震动对待测结构产生的影响。当需要同时试验横波和纵波对试件的影响时，在模拟纵向震动的情形时，增加第一液压缸对横向震动进行模拟，同时利用伺服电机控制待测件转动，以模拟待测件在不同方位受到震动时的情况。支撑件通过第一球面支撑部与试验台的第二球面支撑部配合，可降低试验台翻倾时与支撑件之间的摩擦力。按压件通过第三球面支撑部按压在试验台的顶部，降低试验台翻倾时与支撑件之间的摩擦力，提高模拟震动精度。第一卡槽和第二卡槽分别用以卡接第二液压缸和第三液压缸，避免第二液压缸和第三液压缸脱离试验台。顶杆和第二液压缸均采用奇数个，使模拟纵向震动更加真实，提高试验效果。顶杆和第二液压缸采用同轴设置，使模拟纵向震动更加真实，提高试验效果。第一滑轨采用t字形截面，并对称设置两组第一液压缸的作用均是为了提高移动架的稳定性。齿轮组用以实现伺服电机与旋转架之间传动连接，环形槽起到提高旋转架转动稳定性的作用。分隔罩起到降低环境对试验的干扰的作用，风机用以模拟出不同风力对待测件产生的影响。试件安装台通过锁接等方式将待测件固定，保证试验精度。本发明提供的土木工程结构抗震试验装置消除了弹性连接件的弹性势能对试验结构产生的不利影响，提高了试验精度，能够模拟多种情形下的震动试验，适用范围广。
48.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。