9,振動試驗(yàn)臺基礎(chǔ)9,1,液壓振動臺基礎(chǔ),本節(jié)適用于單個作動器額定激振力不超過500kN、激振頻率不超過100Hz的液壓振動臺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),液壓振動臺的類型非常多,激振作用也比較復(fù)雜,在調(diào)查廠常用液壓振動臺的類型和規(guī)格基礎(chǔ)上、擬定了本標(biāo)準(zhǔn)振動試驗(yàn)臺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的適用范圍、本節(jié)依據(jù)單個作動器的額定激振力和激振頻率作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮作動器的位置,作用力方向、以及臺面規(guī)格和被試對象的狀況來確定振動荷載作用 液壓振動臺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時,除了具備基本設(shè)計(jì)資料外、尚應(yīng)取得下列資料,作動器的規(guī)格型號,作動器的最大激振力.最大振動加速度。最大振動速度 最大振動位移和激振頻率范圍 設(shè)備、運(yùn)動部件和被試對象總質(zhì)量,對于帶減振懸架的被試對象。需分別提供減振懸架上下兩部分的質(zhì)量,以及減振懸架的動力參數(shù)、對于多軸向振動試驗(yàn)臺應(yīng)取得作動器布置 作動器數(shù)量 作用方向,作用點(diǎn)高度等資料 對于車輛道路模擬試驗(yàn)機(jī)應(yīng)取得作動器數(shù)量。平面布置.輪距和軸距范圍等資料 動力計(jì)算9,1.1,液壓振動臺的主要目的是給被試件提供有效的作用力,因此振動臺的主要技術(shù)指標(biāo)包括激振力,振動位移。振動速度和振動加速度等,液壓振動臺是一種開敞式加載的裝置、激振力表現(xiàn)為慣性力。當(dāng)被試件質(zhì)量確定后,激振力就與加速度成正比.由于受振動臺作動器結(jié)構(gòu)特性的制約,試驗(yàn)臺在整個試驗(yàn)頻率區(qū)間的激振力并不相等,在低頻區(qū)段受到試驗(yàn)臺作動器活塞行程和液壓油流速的限制.運(yùn)動加速度達(dá)不到最大值.可見在低頻段振動臺激振力大小由位移決定、中頻段激振力大小由速度決定.高頻部分激振力則由加速度決定,此外,振動荷載還需要被試對象的質(zhì)量和動力特性等因素,對于質(zhì)量較大且動力特性復(fù)雜的被試對象。試驗(yàn)過程中試件容易發(fā)生共振現(xiàn)象。振動荷載應(yīng)計(jì)入相應(yīng)的動力放大系數(shù).9 1 2,液壓振動臺基礎(chǔ)的基組振動模式采用質(zhì)點(diǎn)、剛體。彈簧,阻尼體系。振動系統(tǒng)可分為豎向、橫擺。俯仰和水平耦合 側(cè)傾和水平耦合四種形式、當(dāng)俯仰,側(cè)傾和水平振動耦合時 可以按照平面剛體運(yùn)動計(jì)算.基礎(chǔ)動力計(jì)算時.坐標(biāo)軸按照基礎(chǔ)豎向?yàn)閦軸.沿基礎(chǔ)長軸方向?yàn)榭v向x軸。沿基礎(chǔ)短軸方向?yàn)闄M向y軸 基組坐標(biāo)系中的原點(diǎn)取基組重心。為了便于計(jì)算.液壓振動臺的振動計(jì)算可以按照三種類型、即四個模型.進(jìn)行。對于更復(fù)雜的液壓振動臺的基組動力問題,可以考慮振動荷載效應(yīng)的組合來計(jì)算。1,對于豎向激振力作用在基礎(chǔ)重心上?;A(chǔ)產(chǎn)生豎向振動的情形 可以簡化為單質(zhì)點(diǎn)振動模型.2,對于扭轉(zhuǎn)力矩作用于基礎(chǔ)豎向z軸上,基礎(chǔ)產(chǎn)生水平橫擺振動的情形、可以簡化為剛體水平扭轉(zhuǎn)振動單自由度模型,3 對于豎向偏心激振力和水平激振力同時作用在基礎(chǔ)上,基礎(chǔ)產(chǎn)生俯仰.側(cè)傾和平動的耦合振動,可以簡化為平面剛體運(yùn)動兩自由度模型.俯仰振動是指基礎(chǔ)繞水平y(tǒng)軸的回轉(zhuǎn)振動,側(cè)傾振動是指基礎(chǔ)繞水平x軸的回轉(zhuǎn)振動。橫擺振動是基礎(chǔ)繞豎向z軸的回轉(zhuǎn)振動 9。1。3,基組受到通過其重心的豎向擾力作用下產(chǎn)生豎向振動,通過建立運(yùn)動微分方程求得基礎(chǔ)重心處豎向振動位移uz,基組各點(diǎn)的豎向線位移均相同.的計(jì)算公式,9,1、4、扭轉(zhuǎn)振動是在扭轉(zhuǎn)力矩作用下產(chǎn)生的,基礎(chǔ)頂面控制點(diǎn)一般指基礎(chǔ)角點(diǎn),此點(diǎn)水平扭轉(zhuǎn)的線位移最大.表示為x y向兩分量,通過建立微分方程求解基礎(chǔ)頂面控制點(diǎn)x.y向線位移的計(jì)算公式 9.1 5。9,1。6,在豎向偏心擾力和水平擾力作用下 引起基礎(chǔ)俯仰和平動耦合振動 或引起基礎(chǔ)側(cè)傾和平動耦合振動,按照x z平面和y,z平面分別計(jì)算兩自由度平面剛體體系的水平回轉(zhuǎn)耦合振動 可以采用振型疊加方法.第一振動為繞轉(zhuǎn)心O1回轉(zhuǎn)、第二振型為繞轉(zhuǎn)心O2回轉(zhuǎn) 通過建立運(yùn)動微分方程求得水平回轉(zhuǎn)耦合第一和第二振型固有圓頻率ωnф1 ωnф2、或ωnθ1,ωnθ2。和回轉(zhuǎn)半徑ρф1,ρф2,或ρθ1,ρθ2、和基礎(chǔ)頂面控制點(diǎn)的豎向,水平向線位移的計(jì)算公式 9 1,7.在計(jì)算水平回轉(zhuǎn)振動所引起的豎向振動線位移時、并未考慮因偏心豎向擾力平移至基組總重心而產(chǎn)生的基組在通過其重心的豎向擾力作用下產(chǎn)生的豎向振動線位移,因此,當(dāng)計(jì)算在水平力和豎向擾力偏心作用下基礎(chǔ)頂面控制點(diǎn)的豎向振動線位移時、應(yīng)將計(jì)算所得的基組在通過其重心的豎向擾力作用下的豎向振動線位移與計(jì)算所得的由水平力和豎向擾力偏心作用下產(chǎn)生的基礎(chǔ)頂面控制點(diǎn)的豎向振動線位移相疊加 構(gòu)造要求9,1 8。液壓振動臺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的構(gòu)造要求應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB,50010,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范。GB,50007等的規(guī)定.考慮到振動試驗(yàn)臺的振動沖擊作用、混凝土強(qiáng)度等級建議不低于C30、受力鋼筋應(yīng)采用HRB400,HRB500,HRBF400和HRBF500 在設(shè)備底座與基礎(chǔ)連接部位通常設(shè)有二次澆灌層.為了確保連接處結(jié)合牢固,通常采用比基礎(chǔ)混凝土高一等級的微膨脹細(xì)石混凝土 也可以采用專門的灌漿料澆筑.塊狀基礎(chǔ)多為大體積混凝土基礎(chǔ)。為了防止水化熱和溫度收縮等問題.基礎(chǔ)中部應(yīng)配置三向分布筋、中央分布筋間距不宜大于500mm,鋼筋直徑不宜小于14mm?;A(chǔ)周邊,內(nèi)側(cè)或外側(cè)鋼筋直徑不宜小于14mm.間距不宜大于200mm。為了防止混凝土收縮開裂、建議外側(cè)鋼筋間距不宜大于150mm。塊狀實(shí)體基礎(chǔ)在確保最小厚度要求的同時。應(yīng)盡量做成扁平形式 有利于提高基礎(chǔ)的動力特性、減小基礎(chǔ)振動響應(yīng)、9 1,9、基礎(chǔ)作為振動試驗(yàn)臺的支承結(jié)構(gòu).需要具備一定的質(zhì)量和剛度條件 根據(jù)工程實(shí)踐和設(shè)備廠商的建議,液壓振動臺基礎(chǔ)重力不應(yīng)小于激振力的10倍。對于有力矩或水平激振力作用的多方向,多自由度激振振動試驗(yàn)臺 例如地震試驗(yàn)臺和MAST振動臺等、基礎(chǔ)重量不應(yīng)小于最大總激振力的15倍,