福州大学地震模拟振动台三台阵.docx
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福州大学地震模拟振动台三台阵
地震模拟振动台三台阵系统简介
一、应用领域
地震工程力学的基础性研究:
地震机理研究;桥梁等的整体抗震试验研究;房建
等土木工程结构的抗震试验研究;管线以及地铁、隧道结构等的抗震试验研究;
图1建成后的三台阵系统示意图
二、系统组成和主要参数
主要包括三个水平三自由度振动台,
其中中间固定台为4m×4m,两个可移动边台为
2.5m×2.5m,系统主要技术参数如下:
台面尺寸:
2.5m×2.5m—4m×4m—2.5m×2.5m
振动方向:
水平三向(X、Y向和水平转角)
最大有效载荷:
10t—22t—10t
台面最大位移:
+/-250mm
台面满载最大加速度:
X向1.5g;Y向1.2g
工作频率范围:
0.1~50Hz
振动波形:
周期波、随机波、地震波
控制方式:
数控
台面最大距离:
30m
图24m×4m振动台示意图
4m×4m台性能曲线如图3:
Y
图34m×4m振动台满载性能曲线
图4:
2.5m×2.5m振动台示意图
2.5m×2.5m性能曲线如图5:
图52.5m×2.5m振动台满载性能曲线
设备主要部件:
图6(a)100-500-110系列作动器
图6(b)100-500-125系列作动器
图6(c)蓄能器
图6(d)小型静压轴承
图6(e)125-9503系列转动支座
图6(f)050-9527系列校正支座
图6(g)m100-9519–n300KN系列预载支座
油源、冷却和配电系统相关技术参数
液压油泵系统工作压力28MPa,连续工作时间不少于72小时,油源静重12吨。
五台油泵技术指标为:
110KW、380V/230A、50HZ,总功率550KW;另加备用一台油泵的电源箱,设计共用750KW。
冷却水用量:
在25℃时为1200升/分钟,设计8台冷却水泵+2台备用水泵,每台15KW;合计150KW,进水管至油泵冷却水管之间加设旁溢流阀,防止油泵关机后冷却水过载(过载保护);系统接地地线电阻不大于3欧姆;
配电房室内环境温度要求为:
25oC±3oC;空气流量为240m3/分钟,设置排风管道和排风机。
地下油源和冷却系统布置图:
图7油源和冷却系统布置图
图8油源系统
三控制系统和数据采集系统
控制系统要求具有具有离线迭代(Off-line)和在线迭代(On-line)两种控制方式,实时控制器应包含以下控制技术:
三参量控制:
在整个工作频率范围内,对所有自由度,应能同时进行D、V和A的
闭环和输入控制;
倾覆力矩及偏心力矩的自动补偿;非线性饲服阀流量补偿技术;油柱共振补偿控制;差压稳定控制;力平衡控制;几何交叉耦合补偿;试件动力特性补偿;自适应控制补偿;幅值相位控制;
数据采集系统配有128通道的16位试件数据采集系统,其中应变64ch,加速度40ch,速度4ch,位移16ch,其它4ch,并在软硬件中预留可扩展的采集通道。
每个数采通道的最大采样频率在20kHz以上,试件通道模拟信号输入频率范围在0~200Hz。
采集系统能对每个通道提供可自动设置的激励电压,并对每个通道进行滤波,计算机能够自动设置和标定,同时必须配备相关的数据分析和处理软件。
PULSAR数字控制系统见图9:
图9PULSAR数字控制系统示意图四、三台阵工作模式:
三台独立工作模式(三个单台分别独立工作);三台合成整体工作模式(两或三台同步工作,三台同步可以相当于7.0mx2.0m大型振动台);
三台作关联运动的台阵工作模式(两/三个振动台异步控制,输入控制波形可以相同,也可以不同);
中间一台3.0mx3.0m为固定台,两边2个2mx2m振动台可纵向移动,单台移动
最大距离10m。
图10三台阵系统同步工作
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