一種斜拉索單模態瞬態激振系統的製作方法
2023-05-13 18:09:56
專利名稱：一種斜拉索單模態瞬態激振系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及拉索橋梁激振系統，具體涉及一種斜拉索單模態瞬態激振系統。
背景技術：
斜拉索是斜拉橋中最關鍵的構件，但易在自然條件和橋面荷載作用下發生多種複雜振動，從而產生疲勞累積損傷，抗力衰減，對斜拉橋的安全性和耐久性造成極大的危害。因此如何有效抑制拉索的振動是目前研究的熱點和難點。而拉索本身的動力特性(振型、頻率和阻尼比)研究是拉索振動控制的技術前提。研究拉索振動控制措施和控制效果往往都需要大幅的拉索振動來檢驗。因此，研究一種斜拉索單模態瞬態激振系統已為亟待解決的技術問題。
發明內容為了彌補現有斜拉索各種振動試驗中存在拉索有效激振方法的研究缺失，本實用新型提供了一種斜拉索單模態瞬態激振系統，既可保證拉索的自由振動，又可確保系統試驗的安全。為了實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是，一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，包括變頻器、電機、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機構、拉索和特製索夾，電機固定在橋面，電機通過電纜連接變頻器，電機輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機構、拉力傳感器和特製索夾，特製索夾固定在拉索上。特製索夾為方便鋼絲繩與拉索連接的連接件，可以為方便連接的任意索、環、夾等連接件。電機也可以不固定在橋面，可以設置於任何方便設置的地方。電機作用提供動力，驅動偏心激振器，使拉索發生強迫振動；變頻器作用控制電機轉動速度(即頻率)，使強迫振動頻率接近試驗拉索的某一階固有頻率(理論值)；偏心輪作用通過偏心半徑的設定和改變，控制拉索強迫振動振幅大小；扳機(脫鉤器)作用在強迫振動過程中，人為敲擊脫鉤器扳手，突然釋放激振力，使拉索產生自有衰減振動；拉力傳感器作用實時監測強迫振動激振力，為後續分析提供拉索振動輸入能量數據；電纜作用連接電機和變頻器；鋼絲繩作用連接電機偏心輪、脫鉤器、拉力傳感器和拉索，並承受激振力；電機通過膨脹螺栓與橋面連接，鋼絲繩的另一端通過特製索夾與拉索連接。本實用新型還在於，拉索的一端固定在橋面，拉索與橋面成固定角度。本實用新型還在於，脫鉤機構為扳機，脫鉤機構有一端為輕質端，輕質端上設置有球錐體，脫鉤機構輕質端的球錐體後部帶有環形止退槽。本實用新型還在於，拉索通過特製索夾與鋼絲繩端部連接。本實用新型還在於，特製索夾為拉索扣環。本實用新型還在於，電機用膨脹螺栓固定在橋面，且偏心激振器位於拉索水平投影面內。本實用新型還在於，拉索上設置有阻尼器，阻尼器為可拆卸部件。[0012]本實用新型還在於，拉索與橋面之間設置有立柱，立柱一端連接在橋面上，立柱的另一端連接拉索上的阻尼器，立柱為可拆卸部件。本實用新型還在於，拉索設置有阻尼器的部位還設置有可拆卸的加速度計。本實用新型還在於，拉索的上部還設置有一個可拆卸的加速度計。本實用新型特點1、提出一種拉索單模態穩態激勵系統實現方法根據拉索固有頻率的理論計算結果，通過系統變頻器調整頻率至拉索的某一階頻率附近，通過電機偏心輪作用帶動拉索進行某一模態的強迫振動。強迫振動是為了實現單模態自由衰減振動(脫鉤後)。同時，通過系統設置的拉力傳感器，可實時測出激振力時程曲線。激振力是為了分析力作為輸入，拉索響應為輸出。2、實現拉索單模態瞬態激勵通過系統設置的脫鉤器，突然脫鉤即可使正在進行穩態強迫振動的拉索進行自由衰減振動。考慮到拉索自由振動有一定的振幅，在系統脫鉤後通過預設的加長鋼絲繩，既可保證拉索的自由振動，又可確保系統試驗的安全。
圖1為本實用新型實施例的斜拉索單模態瞬態激振系統的拉索單模態激振與測試及拉索振動控制系統組成原理圖。圖2為本實用新型實施例的斜拉索單模態瞬態激振系統的結構框圖。圖3為本實用新型實施例的斜拉索單模態瞬態激振系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面實施例是對本實用新型技術內容的進一步說明，但並非對本實用新型實質內容的限制。參見圖1、2、3，本實用新型一種斜拉索單模態瞬態激振系統包括變頻器、電機、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機構、拉索和特製索夾，電機固定在橋面，電機通過電纜連接變頻器，電機輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機構、拉力傳感器和特製索夾，特製索夾固定在拉索上。還在於拉索的一端固定在橋面，拉索與橋面成固定角度。還在於，脫鉤機構為扳機，脫鉤機構有一端為輕質端，輕質端上設置有球錐體，脫鉤機構輕質端的球錐體後部帶有環形止退槽。還在於，拉索通過特製索夾與鋼絲繩端部連接。還在於，特製索夾為拉索扣環。還在於，電機用膨脹螺栓固定在橋面，且偏心激振器位於拉索水平投影面內。還在於，拉索上設置有阻尼器，阻尼器為可拆卸部件。還在於，拉索與橋面之間設置有立柱，立柱一端連接在橋面上，立柱的另一端連接拉索上的阻尼器，立柱為可拆卸部件。[0034]還在於，拉索設置有阻尼器的部位還設置有可拆卸的加速度計。還在於，拉索的上部還設置有一個可拆卸的加速度計。圖1為本實用新型實施例的斜拉索單模態瞬態激振系統的拉索單模態激振與測試及拉索振動控制系統組成原理圖，圖2為本實用新型實施例的斜拉索單模態瞬態激振系統的結構框圖，如圖1、2所示，斜拉索單模態瞬態激振系統包括變頻器、電機、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機構、拉索和特製索夾，電機固定在橋面，電機通過電纜連接變頻器，電機輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機構、拉力傳感器，拉索的一端固定在橋面，拉索與橋面成固定角度，脫鉤機構為扳機，電機用膨脹螺栓固定在橋面，且偏心激振器位於拉索水平投影面內，拉索上設置有阻尼器，拉索與橋面之間設置有立柱，立柱一端連接在橋面上，立柱的另一端連接拉索上的阻尼器，拉索設置有阻尼器的部位還設置有加速度計，拉索的上部還設置有一個加速度計。圖3為本實用新型實施例的斜拉索單模態瞬態激振系統的結構示意圖，如圖3所示，斜拉索單模態瞬態激振系統包括變頻器1、電機2、偏心激振器3、脫鉤機構4、拉力傳感器5、拉索6和特製索夾7，電機2固定在橋面8，電機2通過電纜連接變頻器1，電機2輸出軸安裝有偏心激振器3，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器3、脫鉤機構4、拉力傳感器5和特製索夾7，特製索夾7固定在拉索6上，拉索6的一端固定在橋面8，拉索6與橋面8成固定角度，脫鉤機構4為扳機，脫鉤機構4有一端為輕質端，輕質端上設置有球錐體，脫鉤機構4輕質端的球錐體後部帶有環形止退槽，拉索6通過特製索夾7與鋼絲繩端部連接，特製索夾7為拉索扣環，電機2用膨脹螺栓固定在橋面8，且偏心激振器3位於拉索6水平投影面內，拉索6上設置有阻尼器10，阻尼器10為可拆卸部件，拉索6與橋面8之間設置有立柱9，立柱9 一端連接在橋面8上，立柱9的另一端連接拉索6上的阻尼器10，立柱9為可拆卸部件，拉索6設置有阻尼器10的部位還設置有可拆卸的加速度計11，拉索6的上部還設置有一個可拆卸的加速度計11。實施時，根據拉索固有頻率的理論計算結果，通過系統變頻器調整頻率至拉索的某一階頻率附近，通過電機偏心輪作用帶動拉索進行某一模態的強迫振動。同時，通過系統設置的拉力傳感器，可實時測出激振力時程曲線。激振力是為了分析力作為輸入，拉索響應為輸出。通過系統設置的脫鉤器，突然脫鉤即可使正在進行穩態強迫振動的拉索進行自由衰減振動。考慮到拉索自由振動有一定的振幅，在系統脫鉤後通過預設的加長鋼絲繩，既可保證拉索的自由振動，又可確保系統試驗的安全。
權利要求1.一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，包括變頻器、電機、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機構、拉索和特製索夾，電機固定在橋面，電機通過電纜連接變頻器，電機輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機構、拉力傳感器和特製索夾，特製索夾固定在拉索上。
2.根據權利要求1所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，拉索的一端固定在橋面，拉索與橋面成固定角度。
3.根據權利要求1或者2所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，脫鉤機構為扳機，脫鉤機構有一端為輕質端，輕質端上設置有球錐體，脫鉤機構輕質端的球錐體後部帶有環形止退槽。
4.根據權利要求1或者2所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，拉索通過特製索夾與鋼絲繩端部連接。
5.根據權利要求4所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，特製索夾為拉索扣環。
6.根據權利要求1或者2所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，電機用膨脹螺栓固定在橋面，且偏心激振器位於拉索水平投影面內。
7.根據權利要求1或者2所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，拉索上設置有阻尼器，阻尼器為可拆卸部件。
8.根據權利要求7所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，拉索與橋面之間設置有立柱，立柱一端連接在橋面上，立柱的另一端連接拉索上的阻尼器，立柱為可拆卸部件。
9.根據權利要求8所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，拉索設置有阻尼器的部位還設置有可拆卸的加速度計。
10.根據權利要求1或者2所述的一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，拉索的上部還設置有一個可拆卸的加速度計。
專利摘要一種斜拉索單模態瞬態激振系統，其特徵在於，包括變頻器、電機、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機構、拉索和特製索夾，電機固定在橋面，電機通過電纜連接變頻器，電機輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機構、拉力傳感器和特製索夾，特製索夾固定在拉索上。通過系統變頻器調整頻率至拉索的某一階頻率附近，通過電機偏心輪作用帶動拉索進行某一模態的強迫振動。通過系統設置的拉力傳感器，實時測出激振力時程曲線。通過系統設置的脫鉤器，突然脫鉤使正在進行穩態強迫振動的拉索進行自由衰減振動。考慮到拉索自由振動有一定的振幅，在系統脫鉤後通過預設的加長鋼絲繩，既可保證拉索的自由振動，又可確保系統試驗的安全。
文檔編號G01M7/02GK202853871SQ20122053494
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月18日 優先權日2012年10月18日
發明者何旭輝, 黃志輝, 陳政清 申請人:中南大學, 高速鐵路建造技術國家工程實驗室, 湖南大學