[实用新型]一种水箱的支撑结构系统模态参数的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种水箱的支撑结构系统模态参数的试验装置，所述斜底直立环形水箱设置在所述平台板上，所述平台板由所述支撑件支撑在所述振动台底板上，所述振动台底板安放于所述导轨上，所述导轨可以自由滑动；所述激光位移传感器设置于所述斜底直立环形水箱上部监测液位高度，或设置于所述平台板水位方向处监测支撑结构位移；通过数据采集仪、数据分析仪和计算机进行数据采集、分析和展示。实现斜底直立环形水箱内液体一阶晃动模态参数的试验识别，斜底直立环形水箱‑支撑结构系统同步频率、异步频率及其对应阻尼比的试验识别，为水箱‑支撑结构系统的动力响应和振动控制提供计算参数。

技术领域

本实用新型属于核电领域的模态识别技术，特别涉及水箱-支撑结构系统的模态领域。

背景技术

在三代核电的设计中，斜底直立环形水箱有着重要的应用。以大型先进压水堆核电站CAP1400为例，位于核岛屋顶的非能动安全壳冷却水箱，就是斜底35 度的直立环形贮液结构。斜底环形水箱内液体晃动的一阶模态参数(晃动频率、振型和阻尼比)是水箱-支撑结构系统抗震设计与控制的重要动力学参数；另外，当支撑结构刚度较小时，环形水箱的流-固耦合作用，也是需要重点关注的问题。斜底直立环形水箱属于不规则水箱，对于上述问题，目前开展的相关研究较少。因此，需要设计相应的试验装置和方法，从而实现模态参数的试验识别，为研究斜底环形水箱-支撑结构系统的动力学问题提供技术保障。

该问题分为两大类。首先，当结构系统的下部支撑为刚性结构时，此时流体与结构的相互作用不明显，主要以液体晃动为主。通过人工激励的方法可以激出直立环形水箱内液体的一阶晃动，测量液体自由表面的波高随时间的变化数据，从而确定不同水深下的一阶晃动频率和阻尼比。其次，当结构系统的下部支撑为柔性结构时，流-固耦合作用比较明显，采用上述类似的方法对晃动频率和阻尼比进行试验识别，可以得到结构体系的同步频率和异步频率，但是所采用的试验装置略有不同。基于此，可以讨论流体和结构的相互作用问题。利用耦合振动简化模型进行理论计算，与试验值进行对比，验证试验方法的准确性。

针对这两类问题，需要设计两种不同的试验装置。另外，为了研究底部坡度的影响，可以采用不同底坡的斜底直立环形水箱。

实用新型内容

本实用新型专利针对形状复杂的斜底直立环形水箱，提出了一种用于模态参数识别的试验装置。解决了形状复杂水箱的模态识别问题，为研究斜底环形水箱的支撑结构系统的动力学问题提供技重要参数。

本实用新型提供了一种水箱的支撑结构系统模态参数的试验装置，包括斜底直立环形水箱、平台板、支撑件、振动台底板、导轨、激光位移传感器、数据采集仪、数据分析仪和计算机；

所述斜底直立环形水箱设置在所述平台板上，所述平台板由所述支撑件支撑在所述振动台底板上，所述振动台底板安放于所述导轨上，所述导轨可以自由滑动；

所述激光位移传感器设置于所述斜底直立环形水箱上部监测液位高度，或设置于所述平台板水位方向处监测支撑结构位移；

所述数据采集仪用于采集所述激光位移传感器测量的数据；

所述数据分析仪用于对所述数据采集仪采集的数据进行实时分析，得到位移时程曲线等相关数据；

所述计算机用于将所述数据分析仪测量的数据进行展示和保存。

优选的，所述斜底直立环形水箱和所述平台板为有机玻璃。

优选的，所述振动台底板和所述导轨均为钢材。

优选的，所述支撑件可为刚性支撑或柔性支撑。

优选的，所述刚性支撑为环形钢柱。

优选的，所述柔性支撑为扁钢柱。