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 4m4m，两个可移动边台为2.5m2.5m，系统主要技术参数如下：台面尺寸:2.5m2.5m4m4m2.5m2.5m 振动方向:水平三向(X、Y 向和水平转角)最大有效载荷:10t22 t10t 台面最大位移:+/-250 mm 台面满载最大加速度:X 向 1.5g；Y 向 1.2g 工作频率范围:0.150Hz 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 2 4m4m 振动台示意图 4m4m 台性能曲线如图 3：图 3 4m4m 振动台满载性能曲线X Y X Y 图 4：2.5m2.5m 振动台示意图 2.5m2.5m 性能曲线如图 5：图 5 2.5m2.5m 振动台满载性能曲线 X Y X Y X Y 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 图 6(h)m080-9518 300KN 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：25 oC3 oC；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 0200Hz。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 9 PULSAR 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 7.0m x 2.0m 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 3.0m x 3.0m 为固定台，两边 2 个 2m x 2m 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