120MN支座试验机横摆试验动态特性研究

论文摘要

大跨度桥梁及高速铁路的迅猛发展促进了道路桥梁的重要构件——桥梁支座的开发与研究,在桥梁支座的研发过程中,对产品的测试试验尤为重要。120MN支座试验机正是主要用于桥梁支座研究、开发和检测试验的试验机,适用于各种大吨位支座的性能试验。机架作为该试验机的主体部分,是承受试验过程中加载力的基础件,也是各种零部件及液压加载系统的承载体,其动态特性在很大程度上直接影响着整机的性能,因此有必要对机架进行动态特性研究。液压加载系统作为该试验机的另一大重要组成,其工作品质和可靠性对整机的良好运行起着至关重要的作用,故需要研究该试验机液压系统在动态加载过程中的工作性能。本论文以120MN支座试验机为研究对象,对组成该试验机的机架和液压加载系统两大部分在横摆试验工况下的动态特性进行了研究。具体工作包括以下内容：(1).介绍了该试验机进行支座测试试验的工作过程。选择常见的球型桥梁支座作为测试件,对该试验机工作原理及液压加载油路工作情况做了说明。(2).对该试验机机架进行动态特性研究。运用三维建模软件Proe建立此机架模型并导入有限元分析软件ANSYS Workbench12对其进行模态分析及动力响应分析,验证该机架是否具有良好的动态性能。(3).采用AMESim软件对该试验机横摆液压加载系统的工作过程进行动态仿真,说明该设计的合理性,并对其液压系统在横摆试验工况下存在的冲击问题进行了深入研究,分析了影响液压冲击的主要因素,并利用仿真证明采取相应措施能够有效的减小该系统的液压冲击,改善其工作性能。(4).选用某型双曲面球型抗震支座作为典型试验测试对象,分析该型支座在进行横摆试验时由于横向滑移会产生随滑移量变化的垂向位移。再通过AMESim仿真证实该垂向位移将对垂向加载液压系统将产生的显著影响,寻求可以解决支座变形与试验加载耦合问题的方法,并通过动态仿真反映出改善措施的预期效果。本文的研究内容和成果,一方面解决了处于研发阶段的120MN支座试验机存在的某些问题,同时,也能够为其他类型的试验机研究提供一定的借鉴参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 国内外试验机发展现状及前景
• 1.3 本文的主要研究内容
• 1.4 论文所用软件介绍
• 1.4.1 ANSYS Workbench有限元分析
• 1.4.2 AMESim液压仿真
• 第2章 支座试验机工作原理概述
• 2.1 桥梁球型支座静态试验
• 2.2 桥梁球型支座动态试验
• 2.3 试验机主要结构
• 2.3.1 试验机机架
• 2.3.2 液压加载系统
• 本章小结
• 第3章 机架动态特性研究
• 3.1 有限元模型的建立
• 3.2 模态分析
• 3.2.1 状态方程
• 3.2.2 理论分析
• 3.2.3 分析结果
• 3.3 谐响应分析
• 本章小结
• 第4章 横摆试验仿真分析
• 4.1 液压元件建模
• 4.1.1 插装阀建模与选优
• 4.1.2 其他主要元件建模
• 4.2 系统建模与仿真
• 4.2.1 横摆液压系统建模
• 4.2.2 横摆液压系统仿真
• 4.3 液压冲击现象分析
• 4.3.1 液压冲击的危害及产生原因
• 4.3.2 横摆加载液压冲击分析
• 4.3.3 减小液压冲击的措施
• 本章小结
• 第5章 双曲面球型抗震支座试验变形与液压加载的耦合关系研究
• 5.1 双曲面球型抗震支座概述
• 5.1.1 双曲面球型抗震支座基本组成结构
• 5.1.2 双曲面球型抗震支座工作原理
• 5.2 双曲面支座横摆试验产生的垂向位移
• 5.3 垂向位移对液压加载系统的影响
• 5.4 改善措施
• 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
• 附录