[实用新型]连续空间多维地震波模拟系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续空间多维地震波的模拟装置。

背景技术

模拟振动装置用来模拟现实中某种基础振动，为结构(试件)提供与现实振动相似的环境，以分析结构的抗震能力。在实际工程中，很多细长结构与支撑基础是线接触或者面接触，有许多长大结构(试件)如管道、多跨桥梁，其与支撑基础均为线接触或者面接触。当对这些结构进行抗震模拟试验时，由于现有模拟地震波的装置均为离散的点激振，激振点的数量有限，且激振点直接与试件接触，而连续试件上除这些点外的其他作用面(线)没有激励，从而只能对试件实现离散的点激振，不能有效地模拟地震波对试件的影响，导致模拟结果与实际情况不符，尤其不利于细长结构的抗震分析，无法对细长结构工程的抗震设计与施工提供可靠的试验依据。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种连续空间多维地震波模拟系统，该系统能实现空间多维地震波对试件尤其是细长结构的面接触型振动，能更真实地模拟基础作用平面振动的空间波、时间波及其对试件的影响，从而为试件的抗震设计与施工提供可靠的试验依据。

本实用新型实现其发明目的，所采用的第一种技术方案是，一种连续空间多维地震波模拟系统，包括垂向激振器、横向激振器和纵向激振器，且均与计算机控制系统相连，其特征在于：

两个垂向激振器、一个横向激振器和一个支撑块构成一个垂向横向单元，垂向横向单元为二个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器经球铰连接于地面上，垂向激振器的作动杆经球铰连接支撑块；横向激振器则经球铰连接于侧墙上，其作动杆的球铰连接支撑块的侧面；所有的垂向横向单元的支撑块上表面均平铺柔性的支撑垫，且支撑块与支撑垫固定连接；

纵向激振器经球铰连接于地面上，其作动杆通过球铰连接转臂的横杆，转臂的竖杆又经球铰连接独立支撑块；该独立支撑块也与支撑垫固定连接；转臂的支点铰接在支座上，支座固定于地面上。

本实用新型实现其实用新型目的，所采用的第二种技术方案是，一种连续空间多维地震波模拟系统，包括垂向激振器、横向激振器和纵向激振器，且均与计算机控制系统相连，其特征在于：

两个垂向激振器、一个横向激振器和一个支撑块构成一个垂向横向单元，垂向横向单元为二个以上；每个垂向横向激振单元中的垂向激振器固定于地面上，垂向激振器的作动杆的上端部球铰连接支撑杆下端，支撑杆的上端球铰连接支撑块；横向激振器则固定于侧墙上，其作动杆的端部球铰连接支撑杆的一端，支撑杆的另一端与支撑块的侧面球铰连接；所有的垂向横向单元的支撑块上面平铺柔性的支撑垫，且支撑块与支撑垫固定连接；

纵向激振器固定于地面上，其作动杆通过球铰连接支撑杆的下端，支撑杆的上端球铰转臂的横杆，转臂的竖杆球铰连接独立支撑块；该独立支撑块也与支撑垫固定连接；转臂的支点铰接在支座上，支座固定于地面上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型采用了垂向激振器底部和顶部通过球铰分别连接于地面和支撑块上的方式，或者通过支撑杆的两端分别球铰连接垂向激振器和支撑块的方式，这样两种方式均形成了双点球铰连接方式。从而，当垂向激振器激振、模拟垂向振动波时，在垂向激振器既能带动支撑块产生与垂向激振器一致的上下运动振动，又能产生以两个球铰为支点的一定角度范围内的转动。同时，同一单元的两个垂向激振器的垂向振动幅度、频率不一致时，支撑块还将产生受控的侧滚振动。相邻单元的垂向激振器的垂向振动幅度不一致，两支撑块之间则产生点头振动。因此，通过计算机控制系统控制各个垂向激振器按设定的空间波方式各自进行相应的垂向振动时，所有的支撑块将产生复杂的垂向侧滚、点头复合振动。并且由于所有的支撑块上固定连接有柔性的支撑片，由支撑片对各支撑块的振动进行传播和综合，因此支撑片上将产生各点连续的均匀变化的复合垂向面振动。

二、由于横向激振器也是通过双点球铰接方式与支撑块横向连接，并配合垂向激振器的双点球铰连接方式，使得横向激振器激振时，支撑块既能产生相互独立的横向振动，也能同时产生垂向振动及点头、侧滚振动。并且，横向振动也通过柔性支撑片对各支撑块的横向振动进行传播和综合。

三、由于纵向激振器也是通过双点球铰接方式与转臂相连，转臂再与支撑块连接，并配合垂向激振器及横向激振器激振的双点球铰连接方式，支撑块既能产生独立的纵向振动，也能同时产生横向及垂向振动、点头、侧滚振动。纵向振动也能通过柔性支撑片对各支撑块的纵向振动进行传播和综合。