解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統的製作方法

2023-05-22 17:44:26

專利名稱：解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種完全解耦的三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，實現橋梁節段模型在橫截面內的水平振動、鉛直振動、扭擺振動以及以上三種強迫振動是自由組合振動， 並且攻角可以調節。應用於橋梁節段模型在風洞流場中的振動特性及破壞機理研究。
背景技術：
在風洞流場中，橋梁節段模型在強迫振動下的截面力學參數檢測及分析研究，可以得到橋梁節段模型的氣動導數，是研究橋梁振動破壞的重要手段。實現橋梁節段模型在風洞中的強迫振動存在解耦困難、跨距大、兩側振動系統同步性差、振動波形精度差等諸多技術難題。本發明從根本上解決了橋梁節段模型三自由度強迫振動的解耦問題，橋梁節段模型的水平振動、鉛直振動和扭擺振動各自獨立，可以實現不同頻率、振幅以及初始相位的以上三種強迫振動的自由組合振動，共有7種不同形式的振動，並且攻角可以調節，兩側振動系統之間的跨距達到了 4m，三種振動均通過伺服電機驅動實現，可以實現兩側振動的精確同步，同時，通過伺服電機可以實現振動波形的精確插補，振動波形非常接近標準的正弦曲線，完全可以滿足大尺度橋梁節段模型的三自由度強迫振動實驗需求。

發明內容
本發明針對橋梁節段模型在風場中的振動實驗研究需求，提供一種完全解耦的三自由度強迫振動系統，實現大跨距下橋梁節段模型的水平振動、鉛直振動、扭擺振動以及以上三種強迫振動是自由組合振動，並且攻角可以調節。本發明採用如下技術特徵全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，包括外側振動系統、內側振動系統、 模型支撐系統和檢測系統，其特徵在於外側振動系統和內側振動系統對稱布置在風洞兩側，模型支撐系統分別與外側振動系統和內側振動系統連接，模型支撐系統與檢測系統連接，檢測系統通過內、外模型連接板與橋梁節段模型連接，外側振動系統和內側振動系統在伺服電機的驅動下同步振動，實現橋梁節段模型的同步三自由度正弦振動。本發明還具有如下特徵I、所述的檢測系統包括兩個六維力傳感器、位移傳感器和檢測/控制單元，兩個六維力傳感器、位移傳感器分別與檢測/控制單元電信號連接，位移傳感器安裝在橋梁節段模型上。2、所述的模型支撐系統包括內開口固定套、內遮風板、內鎖扣、內伸縮連接杆、內虎克鉸鏈、外開口固定套、外遮風板、外鎖扣、外伸縮連接杆、外虎克鉸鏈和中間軸，內開口固定套與內側振動系統的外伸軸固定連接；內遮風板套在內伸縮連接杆上並安裝在內開口固定套與內側振動系統的外伸軸的連接處，內伸縮連接杆能夠在內開口固定套內沿軸向伸縮，調整好長度後由內鎖扣鎖緊；外開口固定套與外側振動系統的外伸軸固連，外遮風板套在外伸縮連接杆上並安裝在外開口固定套與外側振動系統的外伸軸的連接處，外伸縮連接杆能夠在外開口固定套內沿軸向伸縮，調整好長度後由外鎖扣鎖緊；中間軸的兩端分別與內、外伸縮連接杆的一端固定連接；內、外模型連接板的一端分別與橋梁節段模型固定連接，內模型連接板的另外一端與第一六維力傳感器固定連接；外模型連接板的另外一端與第二六維力傳感器固定連接；內虎克鉸鏈的一端與第一六維力傳感器固定連接，內虎克鉸鏈的另外一端與內伸縮連接杆的一端固定連接，外虎克鉸鏈的一端與第二六維力傳感器固定連接，外虎克鉸鏈的另外一端與外伸縮連接杆的一端固定連接。3、所述的外側振動系統包括、機架、水平振動曲柄滑塊機構、鉛直振動曲柄滑塊機構、扭擺振動曲柄搖杆機構、XY運動複合機構、小輪支撐式十字滑塊聯軸器、XY滑動支架、 鎖緊機構和攻角調節機構，水平振動曲柄滑塊機構由偏心輪式可調曲柄、連杆、Y形推桿、 水平振動直線軸承座和水平振動支架組成，水平振動直線軸承座和水平振動支架固定在機架上，在伺服電機的驅動下輸出水平方向的正弦振動；鉛直振動曲柄滑塊機構由偏心輪式可調曲柄、連杆、鉛直推桿組成，偏心輪式可調曲柄固定在機架上，鉛直推桿與XY運動複合機構的外框架固定連接，在伺服電機的驅動下輸出鉛直方向的正弦振動；扭擺振動曲柄搖杆機構由偏心輪式可調曲柄、連杆、擺杆組成，偏心輪式可調曲柄固定連接在攻角調解機構的轉臂上，擺杆固定連接在小輪支撐式十字滑塊聯軸器的輸入端扭轉套上，在伺服電機的驅動下輸出扭擺振動；χγ運動複合機構由水平推桿、外框架、內框架和外伸軸組成，水平推桿固定連接在水平振動曲柄滑塊機構的Y形推桿上，水平推桿與內框架之間通過直線軸承安裝在一起，外框架固定連接在鉛直振動曲柄滑塊機構的鉛直推桿上，內框架外框架之間通過直線軸承安裝在一起，外伸軸通過軸承安裝在內框架上，輸入端通過小輪支撐式十字滑塊聯軸器與扭擺振動曲柄搖杆機構相連，輸出端連接模型支撐系統，水平振動曲柄滑塊機構、鉛直振動曲柄滑塊機構和扭擺振動曲柄搖杆機構產生的三自由度強迫振動通過XY 運動複合機構和小輪支撐式十字滑塊聯軸器複合到一起，由XY運動複合機構的外伸軸傳至模型支撐系統，實現橋梁節段模型的三自由度強迫振動；攻角調節機構由步進電機、傳動軸、扇形齒輪、轉臂和攻角調節支架組成，實現振動平衡位置處橋梁節段模型的傾角調節； 鎖緊機構由弧形壓板、電磁鐵、增力機構、鎖緊彈簧和鎖緊機構支架組成，當攻角調節機構工作完成後，由鎖緊機構將扭擺振動曲柄搖杆機構與機架鎖緊固定在一起；χγ滑動支架用於保持外側振動系統的外伸模型安裝軸的水平方位，同時提高外伸軸的剛度。4、所述的內側振動系統的相應零部件在外形與安裝位置上與外側振動系統的相應零部件成鏡像對稱，傳動原理完全一樣，在伺服電機的驅動下同步振動。5、所述的兩個六維力傳感器能夠對橋梁節段模型橫截面內兩個力和一個力矩的實時測量。本發明的系統可進行橋梁節段模型以及其他風致物體節段模型的風作用參數識別實驗。該系統實現了模型截面內橫向運動(X向)、豎向運動(Ζ向)、扭轉運動。三種運動的組合一共組成7種運動，振幅較大。每一種運動均單獨實現頻率、振幅和相位可調的簡諧運動。能夠實時採集橋梁節段模型三分力(阻力、升力、扭矩)。本系統具有實時性好，測試數據準確的優點。


圖I為本發明的整體結構示意圖2為外側振動系統(I)的結構示意圖；圖3為模型支撐系統(3)的結構示意圖；圖4為XY運動複合機構(1-4)的結構示意圖；圖5為水平振動曲柄滑塊機構(1-2)的結構示意6為鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)的結構示意7為扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)的結構示意8為鎖緊機構(1-7)和攻角調節機構(1-8)的結構示意圖；圖9為小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)的結構示意圖。
具體實施例方式本發明涉及一種完全解耦的三自由度橋梁節段模型強迫振動系統。本發明是針對橋梁節段模型在風洞流場中的振動特性及破壞機理研究而研製的一種強迫振動系統。可以實現橋梁節段模型在橫截面內的水平振動、鉛直振動以及扭擺振動三種強迫振動，以上三種強迫振動是完全解耦的，可以實現不同頻率、振幅以及初始相位的強迫振動的自由組合共7種振動，並且攻角可以調節。本發明由內側振動系統、外側振動系統、模型支撐系統以及檢測系統等組成，內外振動系統之間的跨距長達4m，水平振動和鉛直振動的振幅為
4-20mm，扭擺振動的振幅為1-5°，攻角調節範圍為±15°，三自由度振動以及兩側振動系統的同步性由伺服電機控制實現，可以用於風洞流場中大尺度橋梁節段模型的三自由度大振幅強迫振動實驗。包括外側振動系統、內側振動系統、模型支撐系統和檢測系統，其特徵在於外側振動系統和內側振動系統對稱布直在風洞兩側，t吳型支撐系統分別與外側振動系統和內側振動系統連接，模型支撐系統與檢測系統連接，檢測系統通過內、外模型連接板與橋梁節段模型連接，外側振動系統和內側振動系統在伺服電機的驅動下同步振動。本發明的外側振動系統由機架、水平振動曲柄滑塊機構、鉛直振動曲柄滑塊機構、 扭擺振動曲柄搖杆機構、XY運動複合機構、小輪支撐式十字滑塊聯軸器、XY滑動支架、鎖緊機構和攻角調節機構組成。水平振動曲柄滑塊機構輸出水平方向的正弦振動；鉛直振動曲柄滑塊機構輸出鉛直方向的正弦振動；扭擺振動曲柄搖杆機構輸出扭擺的正弦振動；由框架式XY運動複合機構和小輪支撐式十字滑塊聯軸器將以上三自由度強迫振動完全解耦地複合到一起，通過外伸軸將複合振動傳到模型支撐系統，驅動橋梁節段模型實現三自由度強迫振動。本發明的內、外側振動系統外部安裝有外殼。本發明的XY運動複合機構採用框架式結構，由直線軸承作為支撐和導向元件，將水平方向的直線往復振動與鉛直方向的直線往復振動複合到一起。本發明的小輪支撐式十字滑塊聯軸器，其力矩的傳遞通過小輪完成，小輪與十字滑塊之間是滾動摩擦，可以實現大偏心距下兩平行軸之間的精確扭矩傳遞， 將扭擺振動曲柄搖杆機構輸出的扭擺正弦振動複合到XY運動複合機構的外伸軸上。本發明的水平振動曲柄滑塊機構和鉛直振動曲柄滑塊機構通過伺服電機驅動，通過精確的插補運算進一步擬合理想的直線往復正弦振動位移。本發明的橋梁模型支撐系統通過一對虎克鉸鏈將橋梁節段模型支撐起來，由六維力傳感器來實時測量橋梁節段模型強迫振動產生的截面力和力矩參數，虎克鉸鏈既可以傳遞水平方向和鉛直方向的只想往復振動以及扭擺振動，又可以濾除模型支撐系統彈性變形產生的附加力矩，提高六維力傳感器的測量精度。本發明的水平扭擺振動曲柄搖杆機構通過伺服電機驅動，通過精確的插補運算進一步擬合理想的正弦扭擺振動位移。本發明的攻角調節機構可以方便地調節橋梁節段模型強迫振動的攻角，調節完畢後，由鎖緊機構將扭擺振動曲柄搖杆機構與機架鎖緊，實現橋梁節段模型在固定攻角下的三自由度強迫振動。本發明的XY滑動支架與XY運動複合機構的外伸軸形成旋轉副，XY滑動支架的導路為水平方向和鉛直方向，用來固定XY運動複合機構的外伸軸的方位，提高橋段模型支撐系統振動時的剛度。實施例I :(參見圖I 圖9)自由度橋梁節段模型強迫振動系統，由外側振動系統
(I)、內側振動系統(2)、模型支撐系統(3)以及檢測系統(4)組成。外側振動系統(I)和內側振動系統(2)對稱布置在風洞兩側，橋梁節段模型通過檢測系統(4)連接在模型支撐系統(3)上面，外側振動系統(I)和內側振動系統(2)在伺服電機的驅動下同步振動，從而實現橋梁節段模型的三自由度強迫振動。圖I中外側振動系統(I)沒有安裝外殼。實施例2 (參見圖2 圖9)外側振動系統(I)由機架(1-1)、水平振動曲柄滑塊機構(1-2)、鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)、扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)、XY運動複合機構(1-4)、小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)、XY滑動支架(1-6)、鎖緊機構(1-7)和攻角調節機構(1-8)組成。水平振動曲柄滑塊機構(1-2)由偏心輪式可調曲柄(1-2-1)、連杆(1-2-2)、Y形推桿(1-2-4)、水平振動直線軸承座(1-2-3)和水平振動支架(1_2_5)組成，水平振動直線軸承座(1-2-3)和水平振動支架(1-2-5)固定在機架(1-1)上，在伺服電機的驅動下輸出水平方向的正弦振動；鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)由偏心輪式可調曲柄(1-3-1)、連杆(1-3-2)、鉛直推桿(1-3-3)組成，偏心輪式可調曲柄(1_3_1)固定在機架 (1-1)上，鉛直推桿(1-3-3)與XY運動複合機構(1-4)的外框架(1-4-2)固連，在伺服電機的驅動下輸出鉛直方向的正弦振動；扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)由偏心輪式可調曲柄 (1-5-1)、連杆(1-5-2)、擺杆(1-5-3)組成，偏心輪式可調曲柄(1_5_1)固連在攻角調解機構⑶的轉臂(1-8-3)上，擺杆(1-5-3)固連在小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)的輸入端扭轉套(1-9-1)上，在伺服電機的驅動下輸出扭擺振動；XY運動複合機構(1-4)由水平推桿(1-4-1)、外框架(1-4-2)、內框架(1-4-3)和外伸軸(1_4_4)組成，水平推桿(1_4_1) 固連在水平振動曲柄滑塊機構(1-2)的Y形推桿(1-2-4)上，水平推桿(1-4-1)與內框架(1-4-3)之間通過直線軸承安裝在一起，外框架(1-4-2)固連在鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)的鉛直推桿(1-3-3)上，內框架(1-4-3)外框架(1-4-2)之間通過直線軸承安裝在一起，外伸軸(1-4-4)通過軸承安裝在內框架上，輸入端通過小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)與扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)相連，輸出端連接模型支撐系統(3)，水平振動曲柄滑塊機構(1-2)、鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)和扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)產生的三自由度強迫振動通過XY運動複合機構(1-4)和小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)複合到一起，由XY運動複合機構(1-4)的外伸軸(1-4-4)傳至模型支撐系統(3)，實現橋梁節段模型的三自由度強迫振動；攻角調節機構(1-8)由步進電機、傳動軸(1-8-1)、扇形齒輪 (1-8-2)、轉臂(1-8-3)和攻角調節支架(1-8-4)組成，實現振動平衡位置處橋梁節段模型的傾角調節；鎖緊機構(1-7)由弧形壓板(1-7-1)、電磁鐵(1-7-2)、增力機構(1-7-3)、鎖緊彈簧(1-7-4)和鎖緊機構支架(1-7-5)組成，當攻角調節機構(1-8)工作完成後，由鎖緊機構(1-7)將扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)與機架(1-1)鎖固到一起；ΧΥ滑動支架(1-6)用以保持外側振動系統(I)的外伸模型安裝軸的水平方位，同時提高外伸軸的剛度。實施例3 :(參見圖I)內側振動系統(2)的相應零部件在外形與安裝位置上與外側振動系統(I)的相應零部件成鏡像對稱，傳動原理完全一樣，在伺服電機的驅動下同步振動。實施例4 :(參見圖3)所述的模型支撐系統(3)包括內開口固定套(3-1)、內遮風板(3-2)、內鎖扣(3-3)、內伸縮連接杆(3-4)、內虎克鉸鏈(3-5)、外開口固定套(3_13)、外遮風板(3-12)、外鎖扣(3-11)、外伸縮連接杆(3-10)、外虎克鉸鏈(3-9)和中間軸(3_7)， 內開口固定套(3-1)與內側振動系統的外伸軸固定連接；內遮風板(3-2)套在內伸縮連接杆(3-4)上並安裝在內開口固定套(3-1)與內側振動系統的外伸軸的連接處，內伸縮連接杆(3-4)能夠在內開口固定套(3-1)內沿軸向伸縮，調整好長度後由內鎖扣(3-3)鎖緊； 外開口固定套(3-13)與外側振動系統的外伸軸固連，外遮風板(3-12)套在外伸縮連接杆 (3-10)上並安裝在外開口固定套(3-13)與外側振動系統的外伸軸的連接處，外伸縮連接杆(3-10)能夠在外開口固定套(3-11)內沿軸向伸縮，調整好長度後由外鎖扣(3-11)鎖緊；中間軸(3-7)的兩端分別與內、外伸縮連接杆(3-4、3-10)的一端固定連接；提高了整個模型支撐系統(3)的剛度，內、外模型連接板(3-6、3-8)的一端分別與橋梁節段模型固定連接，內模型連接板(3-6)的另外一端與第一六維力傳感器固定連接；外模型連接板(3-8) 的另外一端與第二六維力傳感器固定連接；內虎克鉸鏈(3-5)的一端與第一六維力傳感器固定連接，內虎克鉸鏈(3-5)的另外一端與內伸縮連接杆(3-4)的一端固定連接，外虎克鉸鏈(3-9)的一端與第二六維力傳感器固定連接，外虎克鉸鏈(3-9)的另外一端與外伸縮連接杆(3-10)的一端固定連接；內外虎克鉸鏈(3-5)用來濾除兩個非截面力矩。實施例5 :所述的檢測系統(4)包括兩個六維力傳感器、位移傳感器和檢測/控制單元，兩個六維力傳感器、位移傳感器分別與檢測/控制單元電信號連接，位移傳感器安裝在橋梁節段模型上，從而實現模型橫截面內兩個力和一個力矩的實時測量。
權利要求
1.全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，包括外側振動系統(I)、內側振動系統(2)、模型支撐系統(3)和檢測系統(4)，其特徵在於外側振動系統(I)和內側振動系統(2)對稱布置在風洞兩側，模型支撐系統(3)分別與外側振動系統(I)和內側振動(2)系統連接，模型支撐系統(3)與檢測系統(4)連接，檢測系統(4)通過內、外模型連接板(3-6、3-8)與橋梁節段模型連接，外側振動系統⑴和內側振動系統(2)在伺服電機的驅動下同步振動。
2.根據權利要求I所述的全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，其特徵在於 所述的檢測系統(4)包括兩個六維力傳感器、位移傳感器和檢測/控制單元，兩個六維力傳感器、位移傳感器分別與檢測/控制單元電信號連接，位移傳感器安裝在橋梁節段模型上。
3.根據權利要求I所述的全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，其特徵在於 所述的模型支撐系統(3)包括內開口固定套(3-1)、內遮風板(3-2)、內鎖扣(3-3)、內伸縮連接杆(3-4)、內虎克鉸鏈(3-5)、外開口固定套(3-13)、外遮風板(3-12)、外鎖扣(3_11)、 外伸縮連接杆(3-10)、外虎克鉸鏈(3-9)和中間軸(3-7)，內開口固定套(3-1)與內側振動系統的外伸軸固定連接；內遮風板(3-2)套在內伸縮連接杆(3-4)上並安裝在內開口固定套(3-1)與內側振動系統的外伸軸的連接處，內伸縮連接杆(3-4)能夠在內開口固定套 (3-1)內沿軸向伸縮，調整好長度後由內鎖扣(3-3)鎖緊；外開口固定套(3-13)與外側振動系統的外伸軸固連，外遮風板(3-12)套在外伸縮連接杆(3-10)上並安裝在外開口固定套(3-13)與外側振動系統的外伸軸的連接處，外伸縮連接杆(3-10)能夠在外開口固定套 (3-11)內沿軸向伸縮，調整好長度後由外鎖扣(3-11)鎖緊；中間軸(3-7)的兩端分別與內、外伸縮連接杆(3-4、3-10)的一端固定連接；內、外模型連接板(3-6、3-8)的一端分別與橋梁節段模型固定連接，內模型連接板(3-6)的另外一端與第一六維力傳感器固定連接； 外模型連接板(3-8)的另外一端與第二六維力傳感器固定連接；內虎克鉸鏈(3-5)的一端與第一六維力傳感器固定連接，內虎克鉸鏈(3-5)的另外一端與內伸縮連接杆(3-4)的一端固定連接，外虎克鉸鏈(3-9)的一端與第二六維力傳感器固定連接，外虎克鉸鏈(3-9)的另外一端與外伸縮連接杆(3-10)的一端固定連接。
4.根據權利要求I所述的全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，其特徵在於 外側振動系統(I)包括、機架(1-1)、水平振動曲柄滑塊機構(1-2)、鉛直振動曲柄滑塊機構 (1-3)、扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)、XY運動複合機構(1-4)、小輪支撐式十字滑塊聯軸器 (1-9)、ΧΥ滑動支架(1-6)、鎖緊機構(1-7)和攻角調節機構(1-8)，水平振動曲柄滑塊機構 (1-2)由偏心輪式可調曲柄(1-2-1)、連杆(1-2-2)、Y形推桿(1-2-4)、水平振動直線軸承座(1-2-3)和水平振動支架(1-2-5)組成，水平振動直線軸承座(1-2-3)和水平振動支架 (1-2-5)固定在機架(1-1)上，在伺服電機的驅動下輸出水平方向的正弦振動；鉛直振動曲柄滑塊機構(1_3)由偏心輪式可調曲柄(1-3-1)、連杆(1-3-2)、鉛直推桿(1-3-3)組成，偏心輪式可調曲柄(1-3-1)固定在機架(1-1)上，鉛直推桿(1-3-3)與XY運動複合機構(1-4) 的外框架(1-4-2)固定連接，在伺服電機的驅動下輸出鉛直方向的正弦振動；扭擺振動曲柄搖杆機構(1_5)由偏心輪式可調曲柄(1-5-1)、連杆(1-5-2)、擺杆(1-5-3)組成，偏心輪式可調曲柄(1-5-1)固連在攻角調解機構(1-8)的轉臂(1-8-3)上，擺杆(1-5-3)固連在小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)的輸入端扭轉套(1-9-1)上，在伺服電機的驅動下輸出扭擺振動；ΧΥ運動複合機構(1_4)由水平推桿(1-4-1)、外框架(1-4-2)、內框架(1_4_3)和外伸軸(1-4-4)組成，水平推桿(1-4-1)固定連接在水平振動曲柄滑塊機構(1-2)的Y形推桿(1-2-4)上，水平推桿(1-4-1)與內框架(1-4-3)之間通過直線軸承安裝在一起，外框架 (1-4-2)固定連接在鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)的鉛直推桿(1-3-3)上，內框架(1-4-3) 外框架(1-4-2)之間通過直線軸承安裝在一起，外伸軸(1-4-4)通過軸承安裝在內框架上， 輸入端通過小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)與扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)相連，輸出端連接模型支撐系統(3)，水平振動曲柄滑塊機構(1-2)、鉛直振動曲柄滑塊機構(1-3)和扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)產生的三自由度強迫振動通過XY運動複合機構(1-4)和小輪支撐式十字滑塊聯軸器(1-9)複合到一起，由XY運動複合機構(1-4)的外伸軸(1-4-4) 傳至模型支撐系統(3)，實現橋梁節段模型的三自由度強迫振動；攻角調節機構(1-8)由步進電機、傳動軸(1-8-1)、扇形齒輪(1-8-2)、轉臂(1-8-3)和攻角調節支架(1_8_4)組成， 實現振動平衡位置處橋梁節段模型的傾角調節；鎖緊機構(1-7)由弧形壓板(1-7-1)、電磁鐵(1-7-2)、增力機構(1-7-3)、鎖緊彈簧(1-7-4)和鎖緊機構支架(1_7_5)組成，當攻角調節機構(1-8)工作完成後，由鎖緊機構(1-7)將扭擺振動曲柄搖杆機構(1-5)與機架(1-1) 鎖緊固定到一起；XY滑動支架(1-6)用於保持外側振動系統(I)的外伸模型安裝軸的水平方位，同時提高外伸軸(1-4-4)的剛度。
5.根據權利要求I所述的全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，其特徵在於 所述的內側振動系統(2)的相應零部件在外形與安裝位置上與外側振動系統(I)的相應零部件成鏡像對稱，傳動原理完全一樣，在伺服電機的驅動下同步振動。
6.根據權利要求2所述的全解耦三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，其特徵在於 所述的兩個六維力傳感器能夠對橋梁節段模型橫截面內兩個力和一個力矩的實時測量。
全文摘要
本發明提供一種解耦的三自由度橋梁節段模型強迫振動系統，包括外側振動系統、內側振動系統、模型支撐系統和檢測系統，外側振動系統和內側振動系統對稱布置在風洞兩側，模型支撐系統分別與外側振動系統和內側振動系統連接，模型支撐系統與檢測系統連接，檢測系統通過內、外模型連接板與橋梁節段模型連接，外側振動系統和內側振動系統在伺服電機的驅動下同步振動，實現橋梁節段模型的同步三自由度正弦振動。該系統實現了模型截面內橫向運動、豎向運動、扭轉運動。三種運動的組合一共組成7種運動，振幅較大。每一種運動均單獨實現頻率、振幅和相位可調的簡諧運動。本系統具有能夠實時採集橋梁節段模型三分力、數據準確的優點。
文檔編號G01M9/08GK102607800SQ20121010687
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者張海兵, 李惠, 辛大波, 高永生 申請人:哈爾濱工業大學