[发明专利]内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱及其使用方法

权利要求书

1.一种内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：包括若干个长方形框架、电磁减阻装置、螺杆和反力架；

所述长方形框架由四根方形钢管焊接而成，且若干个长方形框架上下平行层叠设置、间距相等，每层框架与振动方向平行的两根方形钢管内设有电磁减阻装置；电磁减阻装置在多个方形钢管内平行设置，形成多层减阻系统；底部的长方形框架下方设有刚性底板；

所述电磁减阻装置包括嵌有多个铁芯的横梁和薄片磁铁，横梁无接触地贯穿于该钢管内部，所述横梁为工字钢，工字钢的腹板上设有若干个缺口，铁芯焊接在该缺口内，铁芯的外表面均匀缠有漆包线，且相邻两层框架内的漆包线与滑动变阻器、电流表和电源串联为一组电路；铁芯的上方对应设有薄片磁铁，铁芯的上工作面与薄片磁铁的下表面的磁极极性相同；横梁延伸出方形钢管的两端，横梁两端分别与螺杆连接，螺杆上端悬挂在反力架横梁上。

2.根据权利要求1所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：所述薄片磁铁为长条形铷铁硼材质，粘贴在方形钢管的内顶面，磁铁在每个铁芯中心两侧各预留15cm，宽度小于方形钢管内顶面宽度3-5mm。

3.根据权利要求1所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：应事先验算横梁在电磁力和自重作用下的挠曲变形，保证横梁最大竖向位移小于其底面至钢管下表面的间隙，计算模型可按简支梁考虑。

4.根据权利要求1所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：所述螺杆下端采用导线和接地极与大地相连。

5.根据权利要求1所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：所述电磁减阻装置的横梁两个端部分别设置U型槽，螺杆与每个横梁之间通过螺母连接，将所有电磁减阻装置的横梁固定起来。

6.根据权利要求5所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：所述电磁减阻装置的横梁两端上下翼板均切割出一个U型缺口，并去掉缺口范围内上下翼板之间的腹板，将螺杆穿过缺口，并在翼板上下表面通过螺母对横梁进行固定。

7.根据权利要求1所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：所述反力架设置在模型箱两侧，且与振动台台面分离。

8.根据权利要求1所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：在模型箱内布置橡胶袋；除底层框架外，在每层框架与振动方向平行的底部各设置3~5组轴承或滚珠；在箱壁外侧垂直于振动方向设置柔性铁皮或橡胶材质的侧限板，并通过螺栓连接。

9.根据权利要求8所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱，其特征在于：所述滚珠设置在方形钢管上的滑槽板内，滑槽板上方设有一条凹槽，滚珠能在凹槽内发生水平滑动。

10.一种权利要求1~9任一项所述的内置电磁减阻装置的大型层叠剪切模型箱的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将刚性底板和层叠框架通过螺栓拼装成模型箱，使刚性底板连接在外部振动台上；

步骤2：焊接横梁，将绕有一定匝数漆包线的铁芯焊接在横梁缺口位置，将同一根横梁上的铁芯用导线串联起来；

步骤3：将横梁送入与振动方向平行的一边方形钢管内，串联铁芯的导线在方形钢管两端引出来，与相邻框架引出的导线或滑动变阻器、电流表和电源相连，每两层框架内铁芯与滑动变阻器、电流表和电源串联为一组电路；

步骤4：将薄片磁铁沿与振动方向平行的两根方形钢管两端顶板缓缓推进，使其吸附于钢管内顶面；

步骤5：将螺杆上拧上螺母，螺母位置根据已安装的横梁确定，将螺杆安装在反力架上；通过操纵反力架，将螺杆慢慢送至横梁端部“U”型缺口处；先从上部框架内的横梁开始，将横梁抬升至预定位置，用螺母固定住横梁；

步骤6：电路接通前，需把滑动变阻器的阻值调到最大；从上往下，依次接通各个电路，先慢慢调节顶层电路中滑动变阻器，观察电流表示数，使电路达到预先计算的电流值，再调节下一层电路；电路调整完毕，方可施加地震波进行振动台模拟试验。