技术领域
[0001] 本申请涉及振动测试设备的技术领域，尤其是涉及一种振动性能实验装置。
相关背景技术
[0002] 电动式激振器是一种常见的振动驱动装置，因其构造简单、高频性能较好是常见的应用于模拟振动台试验或模拟冲击试验的设备之一。
[0003] 现有的振动性能实验装置中，通常采用在地面上直接设置激振器或在地面挖掘基坑来安装激振器的方式实现振动实验；前者将激振器直接安装于地面，导致振动试验台的台面高度较高，不便于实验操作；后者虽能降低试验台的高度，但需要进行基坑施工，增加了安装难度和成本，难以适应快速变化的实验要求；且上述两种方式均会使得振动试验台试验时，对激振器尺寸、承载力和驱动能力的要求较高，对此需要进一步的改进。
具体实施方式
[0035] 以下结合图1‑图8对本申请作进一步详细说明。
[0036] 本申请实施例公开一种振动性能实验装置。参照图1和图2，振动性能实验装置包括安装在地面上的隔振装置1和反力架2、安装在隔振装置1顶端上的振动试验台3以及设置在反力架2上的激振器4；反力架2包括横杆21和两个分别垂直固定在横杆21两端上的竖杆22，以使反力架2的截面呈U形且其开口朝向下设置；竖杆22的底端通过膨胀螺栓安装在地面上，振动试验台3间隔位于两个竖杆22之间，激振器4的输出端与反力架2可拆卸连接，激振器4可拆卸连接在振动试验台3的台面上。
[0037] 由此，将激振器4安装在振动试验台3的台面上，并使激振器4的输出端与横杆21连接，将受试结构放置在振动试验台3的台面上，接着启动激振器4，以对受试结构进行模拟微振动试验，而隔振装置1则对振动试验台3的振动起到隔振的作用。与需要挖基坑安装激振器4，以使振动试验台3的台面位于地面，或直接将激振器4安装于地面，而导致振动试验台3的台面高度较高的方式相比，该振动性能实验装置能够减少振动试验台3试验时对激振器4尺寸、承载力和驱动能力的要求，具有结构简单、适用范围广等效果。
[0038] 为了能够达到更好的隔振效果，隔振装置1设置有多个，多个隔振装置1均匀分布在振动试验台3和地面之间。在本实施例中，隔振装置1可以是具有超低频的零刚度隔振器或超阻尼气浮隔振器，隔振装置1也可以是橡胶弹簧74或钢弹簧74；激振器4优选为电动式激振器4。
[0039] 参照图2和图3，振动试验台3的内部开设有槽口朝向上的放置槽，放置槽的槽口处固定连接有水平设置的限位框，限位框的顶面支托有盖板31，以使盖板31盖合在放置槽的槽口处，且盖板31的顶面与振动试验台3的台面平齐。盖板31顶面的四个边角处均开设有沉孔，沉孔内穿设有与限位框螺纹连接的锁定螺栓，从而通过锁定螺栓将盖板31固定在限位框上。
[0040] 盖板31的顶面上开设有竖向贯穿盖板31的十字口311，放置槽内设置有移动调节机构，移动调节机构的移动端滑移连接在十字口311内，激振器4可拆卸连接在移动调节机构的移动端；横杆21上设置有连接机构，连接机构的连接端与激振器4的输出端可拆卸连接。
[0041] 参照图4和图5，连接机构包括竖向贯穿横杆21的连接杆5、设置在连接杆5底端上且与激振器4的输出端连接的连接组件以及设置在横杆21上的锁定组件；连接杆5的侧面上开设有两个位于同一竖直线上且间隔设置的锁定槽51，锁定组件的锁定端与位置对应的锁定槽51插接配合，以将连接杆5锁定在横杆21上。
[0042] 横杆21的顶面上开设有槽口朝向上的容纳槽211，锁定组件包括固定连接在容纳槽211内底壁上的固定块52、横向贯穿固定块52且与固定块52螺纹连接的第一螺杆53、转动连接在第一螺杆53端部上的滑块54以及固定连接在滑块54远离第一螺杆53一端上的锁定块55；锁定块55远离滑块54的一端与位置对应的锁定槽51插接配合。为了便于第一螺杆53的转动，第一螺杆53远离滑块54的一端固定连接有第一把手531；为了能够对滑块54的纵向滑移起到导向的作用，滑块54的底面固定连接有燕尾块，容纳槽211的内底壁上开设有与燕尾块滑移连接的燕尾槽212，燕尾槽212的长度方向与容纳槽211的长度方向一致。在本实施例中，锁定块55和锁定槽51均呈方形，通过锁定块55插接在不同位置上的锁定槽51，以对连接组件的高度进行调节。
[0043] 连接组件包括转动连接在连接杆5底端上的转动块56、固定连接在转动块56底端上的连接座57和设置在连接座57上的连接部件，连接座57的截面呈U形且其开口朝向下设置，连接部件设置在连接座57的开口处；连接部件与激振器4的输出端可拆卸连接。
[0044] 转动块56的顶面上固定连接有连接轴561，连接轴561的顶端固定连接有限位盘562，连接轴561的顶端沿连接杆5的底端延伸至连接杆5内，连接轴561呈圆柱状，限位盘562呈圆盘状，连接轴561通过限位盘562与连接杆5转动连接。限位盘562的周侧上开设有四个等间距分布的螺纹孔563，连接杆5的周侧上开设有穿孔511，穿孔511的数量与螺纹孔563的数量一致且一一对应，其中一个穿孔511上穿设有固定件，在本实施例中，固定件为固定螺栓564，固定螺栓564穿过穿孔511并与螺纹孔563螺纹连接。连接杆5和转动块56均呈方形，以便于判断转动块56是否转动了90°。
[0045] 连接部件包括转动连接在连接座57的两侧之间且位于连接座57的开口处的翻转块58、设置在翻转块58上用于与激振器4的输出端连接的连接件59以及设置在连接座57的外侧面上的第一限位件；翻转块58的两端均固定连接有转轴581，两个转轴581相互远离的一端均贯穿连接座57并延伸至连接座57外，且两个转轴581相互远离的一端均固定连接有第一限位块582；第一限位件的数量与第一限位块582的数量一致且一一对应，第一限位件的限位端限位位置对应的第一限位块582，以对90°转动后的翻转块58进行限位。
[0046] 第一限位件包括固定连接在连接座57外侧面上的第一横块591、竖向贯穿第一横块591且与第一横块591螺纹连接的第二螺杆592和与第二螺杆592的底端转动连接的第一限位座593；第一限位座593的截面呈U形且其开口朝向下设置，第一限位块582呈方形，第一限位座593与第一限位块582卡接，以对第一限位块582进行限位。为了便于第二螺杆592的转动，第二螺杆592的顶端固定连接有第二把手594。在本实施例中，连接件59为连接螺栓，连接螺栓竖向贯穿翻转块58且与翻转块58螺纹连接，激振器4的输出端开设有与连接螺栓螺纹连接的连接槽；从而在连接螺栓和连接槽的螺纹连接作用下，实现翻转块58与激振器4输出端的可拆卸连接。
[0047] 参照图3和图6，移动调节机构包括设置在放置槽内的纵向调节组件、位于纵向调节组件上方且与纵向调节组件的移动端连接的横向调节组件以及位于横向调节组件上方且与横向调节组件的移动端连接的移动块6；移动块6延伸至十字口311内且与十字口311滑移连接，移动块6的顶面与激振器4可拆卸连接。纵向调节组件实现移动块6在十字口311内的纵向滑移，横向调节组件实现移动块6在十字口311内的横向滑移，初始状态下，移动块6位于十字口311的中心处。
[0048] 由于纵向调节组件和横向调节组件的结构和原理一致，故在本实施例中，以横向调节组件为例进行阐述。横向调节组件包括底座、设置在底座顶面上的第三螺杆61、设置在底座顶面上且与第三螺杆61相对的滑杆62以及设置在第三螺杆61和滑杆62之间的移动座63；移动座63与滑杆62滑移连接，移动座63与第三螺杆61螺纹连接。横向调节组件上的移动座63的顶面与移动块6的底面固定连接，纵向调节组件上的底座的底面固定在放置槽的内底壁。
[0049] 底座包括底板64、固定连接在底板64顶面端部上的立块641以及固定连接在底板64顶面端部且与立块641相对的转动环642；第三螺杆61贯穿转动环642且通过轴承与转动环642转动连接，立块641靠近转动环642的一侧与滑杆62的端部固定连接；滑杆62和第三螺杆61位于同一直线上，且滑杆62和第三螺杆61相互靠近的一端间隔设置；滑杆62的周侧固定连接有导向条621，导向条621的长度方向与滑杆62的长度方向一致，导向条621与移动座
63滑移连接。
[0050] 参照图6和图7，移动块6的顶面四个边角处均安装有竖向螺杆65，每一个竖向螺杆65上均螺纹连接有螺母651；竖向螺杆65上连接有安装座41，安装座41的截面呈U形且其开口朝向上设置，竖向螺杆65贯穿安装座41的底面，安装座41的底面限位在螺母651和移动块
6之间；激振器4的机壳周侧固定连接有两个对称设置的转动轴，转动轴远离激振器4的一端贯穿安装座41的侧面并延伸至安装座41外，且转动轴与安装座41转动连接；转动轴远离激振器4的一端固定连接有第二限位块42，安装座41的外侧面上设置有用于限位第二限位块
42的第二限位件；第二限位件的数量与第二限位块42的数量一致且一一对应。
[0051] 第二限位件包括固定连接在安装座41外侧面上的第二横块43、竖向贯穿第二横块43且与第二横块43螺纹连接的第四螺杆44和与第四螺杆44的顶端转动连接的第二限位座
45；第二限位座45的截面呈U形且其开口朝向上设置，第二限位座45与第二限位块42卡接，以对第二限位块42进行限位。为了便于第四螺杆44的转动，第四螺杆44的底端固定连接有第三把手441。
[0052] 参照图6和图8，为了能够对调节后的第三螺杆61进行限位，放置槽内设置有两组卡接组件，两组卡接组件的卡接端分别与横向调节组件上的第三螺杆61和纵向调节组件上的第三螺杆61卡接配合。
[0053] 卡接组件包括固定连接有在放置槽内侧壁上的外套筒7、滑移连接在外套筒7内的杆体71、转动连接在杆体71端部上的转动板72以及固定连接在转动板72远离杆体71一端上的卡接块73。外套筒7为一端开口的中空筒体，杆体71远离转动板72的一端固定连接有滑移连接在外套筒7内的挡块711，杆体71远离挡块711的一端沿外套筒7的开口延伸至外套筒7外，且外套筒7的开口处径向延伸有挡环，杆体71与挡环的内环侧滑移连接，挡环限位挡块711，以使杆体71无法从外套筒7内脱离；外套筒7的内端壁和挡块711之间固定连接有弹簧
74。卡接块73的截面呈多边形，且卡接块73与第三螺杆61的端部卡接。
[0054] 参照图2和图8，振动试验台3的其中两个侧面上均开设有凹槽32，两个凹槽32分别与两个转动板72位置对应，杆体71远离外套筒7的一端贯穿振动试验台3并延伸至凹槽32内，转动板72位于凹槽32内，第三螺杆61远离滑杆62的一端延伸至凹槽32内，且第三螺杆61与凹槽32转动连接，第三螺杆61远离滑杆62的一端开设有第一卡接槽611（见图6），凹槽32内开设有与第一卡接槽611相对的第二卡接槽321，第一卡接槽611和第二卡接槽321位于同一直线上，且杆体71位于第一卡接槽611和第二卡接槽321之间；第一卡接槽611、第二卡接槽321和卡接块73的轮廓一致，且卡接块73与第一卡接槽611或第二卡接槽321卡接。
[0055] 第三螺杆61上第一卡接槽611的设置方便通过工具转动第三螺杆61；当卡接块73卡接在第二卡接槽321内，且需要对第三螺杆61进行限位时，向拉伸弹簧74的方向拉动转动板72，以使转动板72位于凹槽32外，从而卡接块73脱离第二卡接槽321，然后转动转动板72，以使卡接块73的位置与第一卡接槽611的位置对应，松开转动板72，在弹簧74的复位作用下，将卡接块73卡接进第一卡接槽611内，完成对第三螺杆61的限位。
[0056] 由此，当需要进行竖向振动试验时，使得锁定块55插接进位于下方的锁定槽51，并使竖向螺杆65贯穿安装座41，通过螺母651与竖向螺杆65的螺纹连接将安装座41固定在移动块6的顶面上，完成激振器4与移动块6的连接；然后使得连接螺栓与连接槽螺纹连接，完成激振器4输出端与连接杆5的连接；将受试结构放置在振动试验台3的台面上；启动激振器4，由于激振器4的输出端是向靠近或远离激振器4的方向往复移动的，从而实现了对受试结构的竖向振动试验。
[0057] 当需要水平横向的振动试验时，先转动连接螺栓，以使连接螺栓脱离与激振器4输出端的连接，通过转动第三把手441，使得第二限位座45脱离对第二限位块42的限位，然后转动激振器4，以使激振器4的输出端朝向水平位置；反向转动第三把手441，使得第二限位座45限位第二限位块42，完成对激振器4的调节；然后解锁横向调节组件的第三螺杆61，即：使得卡接块73脱离第一卡接槽611，并使得卡接块73卡接进第二卡接槽321内；使用工具转动横向调节组件上的第三螺杆61，以使移动块6沿十字口311横向移动至合适位置，通过卡接块73与第一卡接槽611的卡接，实现对横向调节组件上的第三螺纹的限位。接着通过第一把手531使得锁定块55插接进位于上方的锁定槽51，此时连接杆5下移，通过第二把手594使得第一限位座593脱离对第一限位块582的限位，并使得连接螺栓与连接槽正对，接着反向转动第二把手594，以使第一限位座593限位第一限位块582，通过将连接螺栓与连接槽连接，从而完成激振器4输出端与连接杆5的连接。将受试结构放置在振动试验台3的台面上；
启动激振器4，从而实现了对受试结构的横向振动试验。
[0058] 当需要水平纵向的振动试验时，先转动连接螺栓，以使连接螺栓脱离与激振器4输出端的连接，使得锁定块55与位于下方的锁定槽51插接，以免在对激振器4进行调节的过程中存在阻碍的情况发生，可在完成对激振器4的调节后，再使得锁定块55与位于上方的锁定槽51插接。通过转动横向调节组件的第三螺杆61，使得移动块6位于十字口311的中心处；并通过卡接块73与第一卡接槽611的卡接，实现对横向调节组件上的第三螺杆61的限位。然后解锁螺母651，将安装座41从竖向螺杆65上脱离，通过90°转动安装座41，并使得安装座41重新安装在移动块6的顶面上，通过转动纵向调节组件的第三螺杆61，以使得移动块6沿十字口311纵向移动；然后通过固定螺栓564解锁限位盘562，并将限位盘562进行90°转动，以使连接螺栓与激振器4的输出端正对，将连接螺栓与连接槽螺纹连接，从而完成激振器4输出端与连接杆5的连接；将受试结构放置在振动试验台3的台面上；启动激振器4，从而实现了对受试结构的纵向振动试验；进而使得振动性能实验装置具有竖向、横向和纵向三轴向的微振动模拟功能。
[0059] 本申请实施例一种振动性能实验装置的实施原理为：将激振器4安装在振动试验台3的台面上，并使激振器4的输出端与反力架的横杆21连接，然后将受试结构放置在振动试验台3的台面上，接着启动激振器4，以对受试结构进行模拟微振动试验；与需要挖基坑安装激振器4，以使振动试验台3的台面位于地面，或直接将激振器4安装于地面，而导致振动试验台3的台面高度较高的方式相比，该振动性能实验装置能够在不需挖基坑的情况下实现振动试验，减少了对激振器4尺寸、承载力和驱动能力的要求，具有结构简单、适用范围广的特点。
[0060] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
