Способ динамических испытаний пролётных строений

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов. Способ заключается в создании возмущающих динамических сил в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных к пролетному строению (ПС). Для генерации импульсов с частотой собственных колебаний (ПС) пропускают по ПС автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги, а расстояния между ними выбирают с учетом периода собственных колебаний ПС и скорости автомобиля. Автомобиль при движении по ПС совершает прыжки с порогов, воздействуя на ПС всеми колесами, и создает тем самым возмущающие динамические силы в виде импульсов. Массу автомобиля выбирают возможно большей, а число порогов при необходимости увеличивают до достижения амплитудой колебаний величины, достаточной для точного измерения декремента колебаний ПС. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к способам динамических испытаний пролетных строений (ПС) и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов.

При проведении динамических испытаний ПС часто бывает нужно измерить декремент его колебаний. Для правильных измерений необходимо, чтобы измеренные значения не зависели от амплитуды «испытательных» колебаний. Последнее возможно только при условии, что амплитуда колебательных напряжений σ≥0,02R, R - расчетное сопротивление материала [А.В. Александров, В.Д. Потапов, В.Б. Зылев. Строительная механика. Книга 2 - Динамика и устойчивость упругих систем. Москва: "Высшая школа", 2008, с. 41].

Такие измерения можно провести, воспользовавшись известным способом контроля технического состояния пролетного строения (ПС), включающим воздействие на ПС динамической нагрузки в виде периодически повторяющихся импульсов, которая создается с помощью ударного механизма, жестко закрепленного в центре ПС [патент РФ №2194978]. Такой способ позволяет возбудить колебания ПС с нужной частотой и амплитудой. Недостатком способа является относительная сложность и трудоемкость его применения: нужен массивный и мощный ударный механизм и нужно провести работу по его жесткому закреплению и удалению без повреждения ПС.

От этого недостатка свободен известный способ динамических испытаний пролетных строений, по которому возмущающие динамические силы в виде периодически повторяющихся импульсов создают посредством проезда двухосного автомобиля по порожкам (доскам, уложенным поперек проезда) [СНиП 3.06.07-86. Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний, пункт 3.21]. Практически всегда можно найти автомобиль достаточно большой массы, однако способ не гарантирует, что колебания ПС будут возбуждены на собственной частоте.

Целью изобретения является упрощение способа и расширение диапазона его применения.

Для этого пропускают по ПС автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги (доски), а расстояния между ними выбирают по формуле:

L=VT,

где L - расстояние между порогами,

Т - период собственных колебаний ПС,

V - скорость автомобиля.

Автомобиль при движении по ПС совершает прыжки с порогов, воздействуя на ПС всеми колесами, и создает тем самым возмущающие динамические силы в виде импульсов, повторяющихся с частотой собственных колебаний ПС. Массу автомобиля выбирают возможно большей, а число порогов при необходимости увеличивают до достижения амплитудой колебаний достаточной величины.

На фигуре 1 приведена фотография ПС с разложенными досками. На фигуре 2 изображена диаграмма деформаций при возбуждении колебаний первой формы.

Реализация способа показана на примере динамических испытаний моста в г. Волгограде.

Период прилагаемой силы должен совпадать с расчетным периодом колебаний пролетного строения для данной формы. По окончании действия раскачивающей силы производится хронографическая запись напряжений в нагружаемом пролете. Определение декремента колебаний производится при помощи прямого преобразования Фурье полученных хронограмм.

Методика создания периодически изменяемой силы для раскачивания пролетного строения на заданной частоте была принята следующая:

1. На середине испытываемого пролета устанавливается порожек (доска толщиной 40-50 мм).

2. От этой доски с постоянным интервалом вдоль пролета устанавливается еще 5 таких же досок. Интервал выбирается таким образом, чтобы автомобиль, проезжая через эти порожки с постоянной скоростью (была выбрана скорость 20 км/час), совершал прыжки с периодом, равным периоду возбуждаемых колебаний.

В таблице приводятся данные положения досок для возбуждения колебаний первых трех форм. На фигуре 1 показан момент начала движения грузовика по расставленным для возбуждения колебаний на первой форме доскам.

Датчиком для динамических испытаний служил электронный тензометр РФ206, входящий в состав компьютерной измерительной системы «КИС-ИМИДИС», установленный на ребре нижней ребристой плиты в середине пролета возле левой стенки коробки. База измерений равнялась 100 мм.

На фигуре 2 показана диаграмма деформаций, полученная при возбуждении колебаний (тонкая кривая) и та же диаграмма после фильтрации нижних частот (толстая кривая, частота среза фильтра равна 2 Гц). Как видно из диаграммы, при каждом прыжке через порожек возникают вынужденные колебания с частотой около 3,5 Гц, вызванные колебаниями подрессоренной массы автомобиля. Одновременно возникают и низкочастотные колебания, частота которых близка к частоте собственных колебаний пролетного строения. Амплитуда этих колебаний составляет примерно 30 кг/см2, так что декремент колебаний ПС уже не зависит от ее величины.

Способ динамических испытаний пролетных строений, по которому создают возмущающие динамические силы в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных к пролетному строению, для чего пропускают по пролетному строению автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги (доски), отличающийся тем, что расстояния между порогами выбирают по формуле:

L=VT,

где L - расстояние между порогами,

Т - период собственных колебаний ПС,

V - скорость автомобиля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для виброакустических испытаний различных систем, имеющих упругие связи с корпусными деталями объекта.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Стенд содержит основание, на котором закреплена жесткая переборка с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции, и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик.

Вибровозбудитель колебаний механических конструкций состоит из корпуса, силового привода, упругих шарниров, штока, соединенного с упругой тягой. При этом шток силового привода соединен упругой тягой с подвижной платформой со сменным грузом, которая установлена на упругом шарнире, состоящем из двух пересекающихся под углом 90° упругих пластин, соединяющих подвижную платформу с корпусом.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Заявленное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной обработке изделий в лабораторных условиях. Сущность способа заключается в воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующихся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление по сути представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для прогнозирования параметров качества обрабатываемой поверхности. Способ включает формирование полигармонического возбуждающего воздействия на входе металлообрабатывающего станка путем взаимодействия инструмента станка в виде шлифовального круга или дисковой фрезы с поверхностью заготовки в виде пластины с пазами прямоугольного профиля в процессе ее обработки с заданными параметрами.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов путем воздействия на них внешним гидростатическим давлением. Способ включает размещение объекта испытаний (ОИ) на опоре, герметичное закрепление на ОИ камеры в виде трубы, заполнение камеры рабочей жидкостью большой вязкости, создание испытательной нагрузки на поверхность ОИ при помощи груза, падающего на плунжер, размещенный в камере над рабочей жидкостью.

Изобретение относится к области испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамических испытаний объектов на воздействие ударных перегрузок. Стенд содержит узел формирования внешнего ударного воздействия, контейнер в виде полого поршня и стол, предназначенный для закрепления объекта испытаний, размещенный в контейнере с возможностью перемещения вдоль его продольной оси и связанный с контейнером посредством упругой связи. Упругая связь выполнена в виде набора упругих колец, расположенных последовательно и соосно с продольной осью контейнера, с возможностью деформации в радиальном направлении и контактирующих друг с другом по плоской поверхности, и вставки в виде жесткого кольца, вложенного в крайнее кольцо набора упругих колец. Технический результат заключается в обеспечении моделирования требуемых параметров ударного импульса (например, снижение параметров ударного импульса), преобразовании колебаний ударного импульса в знакоположительное одиночное ударное воздействие и уменьшении габаритов устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности, к методам контроля пошипников ГТД. Способ предполагает использование спектроанализатора для контроля сигнала с выхода микрофона. Определение технического состояния подшипниковых опор производят путем анализа полученного спектра частот в интервале от 4 до 30 кГц, диагностику работающего двигателя производят в течение отрезка времени не менее 1 минуты, дополнительно определяют значения частот, соответствующих аппаратному шуму, связанному с процессами измерения и нелинейными колебательными процессами, происходящими на корпусе двигателя, и выявляют наличие диагностических частот, отклоняющихся не менее чем на 5% от частот, соответствующих аппаратному шуму. При этом выявляют диагностические частоты с одинаковыми интервалами между ними. При наличии не менее 10 диагностических частот останавливают эксплуатацию двигателя для последующего ремонта. Технический результат – повышение точности диагностики отказов подшиников. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу определения эффективности взрывозащиты. Способ заключается в том, что используют систему мониторинга с обработкой полученной информации об опасной зоне в испытательном боксе, где устанавливают макет взрывоопасного объекта. По внутреннему и внешнему периметрам макета устанавливают видеокамеры для видеонаблюдения за процессом развития чрезвычайной ситуации. Регистрируют посредством системы анализаторов записанных осциллограмм протекающих процессов изменения технологических параметров в макете взрывоопасного объекта, а в потолочной части макета выполняют проем. Между взрывным осколочным элементом и проемом устанавливают трехкоординатный датчик давления во взрывозащитном исполнении. По обе стороны от датчика давления располагают датчики температуры и влажности. Внутренние и внешние поверхности ограждений макета обклеивают тензодатчиками. Формируют информационную базу данных о развитии чрезвычайной ситуации и составляют математическую модель, прогнозирующую предотвращение чрезвычайной ситуации при аварии. Достигается повышение эффективности защиты технологического оборудования от взрывов путем увеличения быстродействия и надежности срабатывания разрывных элементов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам и методам диагностики инженерных сооружений и может быть использовано для контроля и оценки ресурса надежности и безопасной эксплуатации сооружений, работающих в условиях динамического нагружения. Способ включает создание динамической нагрузки в выбранных точках сооружения, регистрацию динамических показателей и оценку технического состояния сооружения. После возбуждения колебаний в определенных местах сооружения оценивают техническое состояние по сопоставлению коэффициентов жесткости с предыдущими замерами, причем коэффициент динамической жесткости представляет собой отношение максимальной динамической силы в выбранной точке замера к максимальному упругому смещению рассматриваемой точки. Технический результат заключается в повышении точности измерений.

Сейсмоплатформа относится к испытательной технике и воспроизводит сейсмические нагрузки в виде трехмерных затухающих колебаний. Сейсмоплатформа содержит плиту для размещения испытуемого элемента сооружения или здания, установленную на опоры, которые установлены на дополнительную прокладную плиту, которая в свою очередь опирается на фундамент через податливые в горизонтальном направлении опоры и соединена со стеной и с фундаментом через гидравлические приводы. Технический результат - обеспечение возможности генерирования трехмерных затухающих колебаний. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации. Согласно способу в местах диагностирования контролируемой конструкции размещают датчики, осуществляют опрос датчиков, преобразуют полученную от датчиков информацию и передают ее на пункт контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами. Датчики выполняют с возможностью получения от них информации об их пространственном положении. В пункте контроля формируют условное изображение контролируемой конструкции и фиксируют изменения пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей. По результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции. Условное изображение контролируемой конструкции выполняют в виде расчетной схемы контролируемой конструкции. Фиксацию изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, производят при различных нагружениях контролируемой конструкции. Технический результат заключается в повышении точности контроля. 2 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для измерения, контроля и управления динамическими характеристиками вибрационных технологических машин. Способ включает установку на поверхности рабочего стола датчиков, фиксацию параметров вибрационного движения рабочего органа. При этом производят одновременную фиксацию сигналов с датчиков, расположенных на рабочем органе, с обязательной фиксацией измеряемого движения одной направленности, изменяя массоинерционные свойства рабочего органа путем перемещения вдоль перпендикулярных направляющих пригрузов, осуществляют управление характеристиками вибрационного поля. Устройство для реализации способа включает рабочий орган, жестко соединенный с вибратором, датчики. Вдоль краев рабочего стола установлены пригрузы с возможностью передвижения по команде с блока управления при поступлении информации от датчиков о необходимости изменения характеристики вибрационного поля. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния объектов повышенной опасности и может быть использовано для текущей оценки и прогноза безопасной эксплуатации объектов, эксплуатируемых в условиях динамических воздействий. Предложенный способ заключается в использовании для мониторинга технического состояния результатов синхронной регистрации контрольных параметров объекта мониторинга в ряде дискретных точек. Их использование на основе предложенной процедуры идентификации позволяет достоверно вычислить распределенные параметры напряженно-деформированного состояния объекта с последующей оценкой степени опасности их изменения в текущий момент времени, а также в прогнозном периоде путем их соотнесения с прочностными характеристиками материалов объекта контроля, а также с функциональными параметрами эксплуатации. Технический результат заключается в повышении точности оценок технического состояния объекта мониторинга, при одновременном снижении объемов контроля и исключения процедуры метрологической аттестации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия, и может быть использовано при испытаниях на ударные воздействия различных приборов и оборудования, требования к которым задаются в виде спектра удара. Устройство состоит из молота, подвески молота, поворотной траверсы, станины, фиксирующего устройства, наковальни для монтажа оборудования, регистрирующих датчиков. При этом наковальня выполнена в виде прямоугольной сменной металлической панели, жестко закрепленной к станине стенда с помощью стержней с резьбой, при этом сменная металлическая панель выполнена с вырезами прямоугольной формы и ребрами между вырезами. Причем все ребра одинаковые, а расстояние от кромки металлической панели, к которой прикладывается ударное воздействие, до вырезов не менее чем в 2 раза больше продольного размера выреза, но не менее чем в 2 раза меньше расстояния до противоположного относительно точки приложения ударного воздействия торца металлической панели. При этом собственные частоты поперечных колебаний ребер не совпадают с частотами продольных колебаний плиты до и после вырезов, а оси стержней, обеспечивающих крепление сменной металлической панели к станине, проходят через вырезы и не совпадают с осями ребер, причем между сменной металлической панелью и станиной устанавливают виброизолирующую прокладку. Технический результат заключается в повышении точности и стабильности воспроизведения ударного воздействия, заданного спектром ускорений. 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам, и может быть использовано в авиационной испытательной технике для испытаний элементов беспилотного вертолета с соосными винтами. Устройство содержит фундамент стенда, силовой каркас, зажимные приспособления, раму монтажную, каркас фюзеляжа, амортизаторы, мотораму, двигатель внутреннего сгорания, подредукторную раму, редуктор, выходные соосные валы, автомат перекоса, соосные винты, муфту, рычаги, коромысла, нагрузочное устройство, устройство пилотирования с приводами управления автоматом перекоса, систему топливную, смазки, системы охлаждения, систему управления двигателем, устройство пожаротушения, систему приточно-вытяжной вентиляции, также устройство содержит пульт управления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении безопасности. 18 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов. Способ заключается в создании возмущающих динамических сил в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных к пролетному строению. Для генерации импульсов с частотой собственных колебаний пропускают по ПС автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги, а расстояния между ними выбирают с учетом периода собственных колебаний ПС и скорости автомобиля. Автомобиль при движении по ПС совершает прыжки с порогов, воздействуя на ПС всеми колесами, и создает тем самым возмущающие динамические силы в виде импульсов. Массу автомобиля выбирают возможно большей, а число порогов при необходимости увеличивают до достижения амплитудой колебаний величины, достаточной для точного измерения декремента колебаний ПС. 2 ил., 1 табл.

Наверх