[发明专利]气动自激力测试装置

说明书

本发明涉及一种气动自激力测试装置。端板设有两个并分别用于设在桥梁模型的相对两侧；至少一个端板上设有测量机构，测量机构包括第一测量组件和第二测量组件，第一测量组件用于测量桥梁模型的位移数据，第二测量组件用于测量桥梁模型的力数据；支撑机构用于支撑端板，以使桥梁模型能够进行自由活动。当对上述气动自激力测试装置施加模拟风力时，根据牛顿第二定律以及桥梁模型的运动平衡关系，基于位移数据以及力数据计算并得到桥梁模型的气动自激力；相对传统的气动自激力测试方法，上述气动自激力测试装置不需要通过位移数据反推气动自激力，而是通过测量出的力数据与位移数据直接高效地计算气动自激力，减少了反推计算过程中的误差。

技术领域

本发明涉及风洞试验装置技术领域，特别是涉及一种气动自激力测试装置。

背景技术

桥梁主梁断面所受的风荷载通常分为静风荷载、抖振力、自激力、涡脱力等，当桥梁发生强烈的风致振动时，会导致桥梁坍塌，造成灾难性后果，因此，桥梁的风致振动成为了桥梁建造过程中需要克服的重要问题，桥梁的气动自激力是造成桥梁震颤的主要原因之一。

传统技术中，测试桥梁气动自激力的方法大都采用自由振动测力法，然而自由振动测力法需通过测量桥梁节段模型的位移来反推气动自激力，不仅过程繁琐，而且在反推计算的过程中会产生较大误差，导致计算结果的参考价值较低，数据精确性较差。

发明内容

基于此，有必要针对测量气动自激力过程繁琐，误差较大的问题，提供一种气动自激力测试装置，该装置能够直接高效地测量气动自激力，且测量结果误差小。

其技术方案如下：

一种气动自激力测试装置，包括：

端板，所述端板设有两个并分别用于设在桥梁模型的相对两侧；

测量机构，至少一个所述端板上设有所述测量机构，所述测量机构包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件用于测量所述桥梁模型的位移数据，所述第二测量组件用于测量所述桥梁模型的力数据；

支撑机构，所述支撑机构用于支撑所述端板，以使所述桥梁模型能够进行自由活动。

当对上述气动自激力测试装置施加模拟风力使其处于模拟工况时，支撑机构模拟真实桥梁的刚度与阻尼，端板用于保证桥梁模型在模拟工况下的二元流动性，第一测量组件测量桥梁模型在模拟工况下的位移数据，第二测量组件测量桥梁模型在模拟工况下的力数据，根据牛顿第二定律以及桥梁模型的运动平衡关系，基于位移数据以及力数据计算并得到桥梁模型的气动自激力；相对传统的气动自激力测试装置，上述气动自激力测试装置不需要通过位移数据反推气动自激力，而是通过测量出的力数据与位移数据直接计算气动自激力，减少了反推计算过程中的误差，计算更加高效。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述测量机构包括固定框，所述固定框设有两个并与所述端板一一对应，所述固定框位于所述端板的远离所述桥梁模型的一侧，两个所述固定框上均设有所述第一测量组件和所述第二测量组件。

如此设置，能够获得多组数据，减少误差，提高数据精确度。

在其中一个实施例中，所述固定框包括内框和外框，所述内框的至少一部分位于所述外框内，以使所述内框和所述外框之间形成间隙，所述内框与所述端板连接，所述外框与所述支撑机构连接，所述第一测量组件设在所述内框的远离所述桥梁模型的一侧，所述第二测量组件位于所述内框和所述外框之间的间隙内并抵压所述内框与所述外框。

由于桥梁模型与端板连接，端板与内框连接，第一测量组件设于内框上，当气动自激力测试装置处于模拟工况时，桥梁模型发生振动并带动端板振动，端板带动内框振动，内框发生振动，从而带动第一测量组件产生位移，即测得了桥梁模型的位移数据；内框因振动而挤压第二测量组件，从而将桥梁模型的力通过端板传递到内框，内框再传递到第二测量组件上，得到桥梁模型处于模拟工况下的力数据。