[发明专利]用于节段模型测试的电涡流阻尼器、振动装置及实验方法

说明书

本发明涉及风动试验技术领域，具体公开了一种用于节段模型测试的电涡流阻尼器，该线性电涡流阻尼器设置在节段模型两端且对角布置，线性电涡流阻尼器包括刚性绝缘杆、金属片和两块永磁铁；刚性绝缘杆下端与金属片连接，上端与吊臂连接；两块永磁铁放置在金属片的正下方，且两块永磁铁保持间距，形成磁场。本发明还公开了一种振动装置，包括节段模型、弹簧、两个吊臂和线性电涡流阻尼器，吊臂固定连接在节段模型两端且对称设置，在吊臂两端且上下方均连接一根弹簧，弹簧的另一端固定安装在风动实验室内；刚性绝缘杆上端与吊臂可拆卸连接，解决了目前振动装置存在误差的问题。还公开了基于振动装置的实验方法，给试验人员提供数据支持和很大的方便。

技术领域

本发明涉及风动试验技术领域，特别涉及一种用于节段模型测试的电涡流阻尼器、振动装置及实验方法。

背景技术

自虎门大桥发生涡振现象后，桥梁结构的涡振问题引起广泛的关注。在目前的桥梁风工程领域，结构的涡振性能往往需要进行风洞实验来进行研究。衍生出了弹簧悬挂节段模型耦合振动试验，弹簧悬挂节段模型耦合振动试验是获得大量土木结构风致振动响应(颤振、涡振、驰振、抖振等)和气动参数识别的一种主要方法，这些土木结构包括桥梁主梁、吊杆、拉索、输电线、桅杆等柔性结构。

弹簧悬挂节段模型振动系统提供了竖弯-扭转耦合的线性振子，通过张拉的弹簧提供线性弹性刚度，施加一定的结构阻尼比模拟实际结构的阻尼特性，有时也会改变结构阻尼比的大小，以考察实际施加阻尼器对土木结构风致振动响应的影响规律。在测试过程中，结构阻尼特性保持为线性是最好的。传统在风洞实验中施加结构阻尼的装置包括：在弹簧上附加钢丝圈阻尼圈、在吊臂上施加TMD阻尼器等，传统实验方法存在如下问题：(1)结构阻尼随模型振幅而显著变化；(2)模型在不同风速下的静风变形往往会影响结构阻尼大小；(3)难以独立调整竖向和扭转阻尼。传统方法的上述缺陷会对风洞测试结果造成显著的误差。因此，有必要提出一种新的阻尼比装置来提供线性的结构阻尼。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种线性电涡流阻尼器和包含有该线性电涡流阻尼器的振动装置，解决了目前振动装置存在误差的问题。

本发明的目的之二在于提供一种基于振动装置的实验方法，给试验人员提供数据支持和很大的方便。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于节段模型测试的电涡流阻尼器，线性电涡流阻尼器设置在节段模型两端且对角布置，线性电涡流阻尼器包括刚性绝缘杆、金属片和两块永磁铁；

刚性绝缘杆下端与金属片连接，上端与吊臂连接；

两块永磁铁放置在金属片的正下方，且两块永磁铁保持间距，一块永磁铁层的N级与另一块永磁铁的S级相对，形成磁场。

进一步，在金属片的正下方设置有固定箱，两块永磁铁固定在固定箱的前后面板上。

进一步，金属片与刚性绝缘杆可拆卸连接。

进一步，金属片的材质采用铜或铝。

进一步，金属片为圆形，厚度为1mm～3mm。

本发明公开了一种用于节段模型测试的振动装置，包括节段模型、弹簧、两个吊臂和所述的线性电涡流阻尼器，吊臂固定连接在节段模型两端且对称设置，在吊臂两端且上下方均连接一根弹簧，弹簧的另一端固定安装在风动实验室内；刚性绝缘杆上端连接有连接板，连接板与吊臂可拆卸连接。

本发明还公开了基于所述振动装置的实验方法，具体为：

在风致节段模型进行竖向/扭转振动过程中，吊臂驱动金属片在两块永磁铁形成的磁场中运动，切割磁感线，在金属片内形成涡电流，永磁铁之间的磁场对涡电流产生阻尼力，根据阻尼力计算出电涡流阻尼系数。