[发明专利]空气弹簧弹性支撑竖立结构自由-自由边界模拟装置

权利要求书

1.一种空气弹簧弹性支撑竖立结构自由-自由边界模拟装置，其特征在于，试验件被竖立支撑，试验件下表面设置转接工装，所述转接工装的下表面均布若干空气弹簧，两彼此相邻的空气弹簧之间设置位移保护块，各空气弹簧背离试验件的一端连接相应的空气弹簧附加气室，各空气弹簧附加气室固定于试验固定面，各位移保护块也固定于试验固定面，各空气弹簧上设置相应的空气弹簧压力表；空气弹簧设置于竖立状态的试验件的下端面并沿其圆周分布；

试验件上段设置围绕并紧包所述试验件外径的包带，所述包带上均布若干条沿所述试验件径向延伸的弹性支撑带，所述弹性支撑带包括绳和弹性元件，所述绳为钢丝绳或尼龙绳，所述弹性元件为弹簧或橡皮绳；

各个所述空气弹簧附加气室通过各自的输气管路支路连接至输气管路，各输气管路支路上设置相应的空气弹簧输气阀门，输气管路上设置气源开关阀，输气管路连接至气源；

根据竖立的试验件的支撑要求和质量分布特性，确定空气弹簧的设置数量和布局方案；

当空气弹簧数量为3时，支撑系统为静定系统，根据试验件的质量分布特性确定空气弹簧的目标工作压力值；

当空气弹簧数量为4个以上时，支撑系统为超静定系统，对超静定问题进行转换：首先建立系统力和力矩平衡方程，然后以空气弹簧目标工作压力平均值为目标值建立优化目标函数，再基于试验件的理论的质量分布状态，得到各空气弹簧的目标压力值；

根据支撑频率的要求，进行空气弹簧附加气室的设计；

根据系统的刚度和稳定性要求，进行空气弹簧的刚度设计。

2.权利要求1所述的一种空气弹簧弹性支撑竖立结构自由-自由边界模拟装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将转接工装和空气弹簧固定安装就位，竖立状态的试验件与转接工装连接并用位移保护块承载；

S2、安装包带、弹簧和钢丝绳，以防止试验件倾倒；

S3、打开气源的气源开关阀，同步控制空气弹簧输气阀门的打开状态，监控每个空气弹簧压力表；

S4、当转接工装与位移保护块出现高度间隙，协同控制未出现间隙处的空气弹簧输气阀门打开，确保竖立状态的试验件竖直稳定的与位移保护块形成一个安全平稳的支撑高度；

S5、在此支撑状态下，设定每个空气弹簧的目标工作压力值，利用气源对所述空气弹簧进行闭环控制；

S6、开展试验。