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作者：寇宇平中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

地震模拟振动台是一种普遍应用于地震荷载下结构物破坏机制、设备仪器检定、抗震设计理论和灾变防控技术等方面试验研究的重要物理模拟手段,探索和发展新型振动台设备及相关试验技术对提升我国科研技术能力和保障经济建设具有重要价值... 详细信息

地震模拟振动台是一种普遍应用于地震荷载下结构物破坏机制、设备仪器检定、抗震设计理论和灾变防控技术等方面试验研究的重要物理模拟手段,探索和发展新型振动台设备及相关试验技术对提升我国科研技术能力和保障经济建设具有重要价值。电液式驱动是目前地震模拟振动台最广泛使用的激振型式,但电磁式振动台与之相比,具有响应频带宽、持时能力长、占地面积小、维护成本低等优点,对于解决土木工程领域高速发展态势下出现的各类高频振动形式、复杂荷载问题中更具研究价值和现实意义,是新一代振动台发展的重要方向。因此,电磁式振动台及相关试验技术的发展一直受到国内外学者的广泛关注和研究。本文以中国地震局工程力学研究所与美国ANCO公司联合研发的一台新型电磁式振动台和土动力试验制模与测试技术客观需求为背景,围绕电磁式振动台设计与性能评价方法、若干制模与测试技术展开了深入研究。本文主要完成工作包括:（1）综述了地震模拟振动台发展历史和研究现状;对比了不同激振形式优缺点;分析总结了目前土动力学试验技术研究内容和发展水平,在对现有试验技术充分调研基础上,指出了重点研究方向。（2）阐述了新式电磁式振动台操控系统、驱动系统和负载系统三部分结构组成与伺服电机-摇杆-连杆联合驱动的功能特点;给出了数据采集、模型箱、辅助测试等方面设计要点和功能特色。（3）利用等加速度扫频与功能曲线扫频两种测试方法,掌握和评价了电磁式振动台基本性能;分别在振动台额定工作频率范围和超限工作频率范围下,进行了多条输入地震波的筛选试验,给出了该振动台最优输入地震波。（4）自行设计与开发了一种砂雨法制样装置,采用标定试验法分析了砂雨法制样装置基本性能;评价了关键控制要素对相对密度的影响规律;给出了该砂雨法装置的正确使用方法和可靠性控制参数,该制样装置可控最小稳态相对密度干砂试样为50%,饱和砂试样为35%。（5）开展了干砂模型与饱和砂模型平行试验,分析了地震模拟试验中经常出现的加速度计偏移现象,建立了一种基于几何位姿性态的修正方法,与几种常用基于滤波的修正法进行了对比,验证了该方法的合理性和可靠性。研究了箱体边界效应规律,对模型箱边界效应进行了评价。

关键词：电磁式振动台土动力试验技术性能评价制模技术测试误差

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货物运输电磁振动试验台的设计与计算机测控技术

货物运输电磁振动试验台的设计与计算机测控技术

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作者：李文珊河北工业大学

学位级别：硕士

货物运输振动试验是一种在实验室中重现货物运输过程中振动环境的模拟试验,该方法用短时间的实验室内试验来代替长时间的实际运输过程。由于试验周期较实际过程缩短很多,可节省大量资源,提高生产运输的效率。同时,随着物流业的迅猛发展... 详细信息

货物运输振动试验是一种在实验室中重现货物运输过程中振动环境的模拟试验,该方法用短时间的实验室内试验来代替长时间的实际运输过程。由于试验周期较实际过程缩短很多,可节省大量资源,提高生产运输的效率。同时,随着物流业的迅猛发展,货物运输振动试验的研究与发展更加受到关注。货物运输振动试验台的设计与研究直接决定着货物运输振动试验效果。电磁式振动台可以用来搭建振动环境模拟试验。但是现在市场上通用的产品不能满足货物运输振动试验的要求。针对这一问题,本文在对货物运输振动试验理论和振动台系统的计算机测控技术进行了分析和研究的基础上,设计了一种货物运输电磁振动试验台。主要工作包括:对货物运输振动试验的目的、方法和理论进行研究,着重研究与分析了随机振动数据和国内外相关标准的随机振动试验谱。在分析国内外相关研究现状的基础上,结合货物运输振动试验相关国家标准和和振动台实际特点确定了货物运输电磁振动试验台的设计要求和总体方案。研究货物运输试验台中的振动信号去噪算法。通过综合对比,选用小波阈值法作为振动信号去噪的方法,随后详细分析其去噪原理,并对去噪过程进行了深入研究,引入一种改进小波阈值去噪方法完成系统信号的去噪处理。仿真结果证明其有良好的去噪效果。研究货物运输电磁振动试验台中的随机振动功率谱复现算法,将液压振动台系统的分频率变步长驱动谱迭代算法引入电磁振动试验台的功率谱复现算法中,实现对随机振动试验的控制。最后,基于以上分析,设计了基于LabVIEW的货物运输电磁振动试验台,并完成了以工控机为核心控制器,以电磁式振动台为执行机构的试验台的搭建。系统软件在LabVIEW环境下进行开发。实际振动试验测试结果表明,所设计的试验台实现了随机振动输出的有效控制,能够满足货物运输振动试验的需求。

关键词：货物运输振动试验功率谱复现迭代算法小波阈值去噪电磁式振动台

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