力平衡式加速度传感器的性能评价方法

以SLJ-100型力平衡式加速度传感器为例,介绍了力平衡式加速度传感器的工作原理及系统动力方程。基于系统动力方程,计算了功能试验响应及频率响应,以功能试验为基础,建立一套确定传感器固有频率及阻尼比值的方法。分析试验结果表明,阻尼比值对传感器的幅频特性及相频特性具显著影响,其最佳选择范围为0.68~0.70。最后以传感器的自振特性及性能评价为基础,提出了基于功能试验的力平衡式加速度传感器的性能评价方法。     

加速度传感器的应用与实验

压电式加速度传感器具有体积小、重量轻、测量精度高、频响范围宽等特点。本文将介绍这一传感器在低频标准振动台上的实验与应用。它为低频标准振动台提供了一个可行的监测系统,对于振动台随机标定及测试数据的联机处理具有一定的实用价值。文章还分析了实验数据的误差及产生误差的原因。     

基于PVDF传感器的无线冲击加速度测量研究

为研究基于压电薄膜(PVDF)的冲击加速度测量,本文建立了PVDF冲击加速度的无线测试平台。首先,在分析PVDF的压电机理、工作模式基础上,给出了冲击加速度的测量电路模型;其次,针对柔性结构,与电阻应变片进行对比标定,给出了峰值电荷q与结构应变ε的关系;针对刚性结构,与冲击台自带的压电加速度传感器进行了对比和标定,给出了峰值电荷q与峰值加速度a的关系;最后,搭建了以Imote2和YE6241台式冲击台为核心的无线PVDF压电信号采集的平台,采样速率为420 Hz,和有线进行对比,验证了本文设计的无线冲击加速度测试平台的准确性和可信性。实验表明,这种无线冲击加速度测试平台具有采样速率高、灵敏度高、质量轻、无需布线、使用方便等特点,具有较好的研究和应用前景。     

力平衡加速度传感器的恒温控制系统

在强震动观测中,力平衡加速度传感器通常会因环境温度的变化出现靠摆或零漂等机械性故障.针对这一普遍现象,设计了1种适用于力平衡加速度传感器的恒温控制系统.以ES-T力平衡式三分量加速度传感器为例,对恒温控制系统的关键技术进行研究,并通过实验室测试和试运行对恒温控制系统的有效性进行检验.测试结果表明,置于恒温控制系统内的加...     

电动式单线圈有源伺服反馈加速度传感器原理

伺服式加速度计是利用电气回路对力学系统的反作用来改变力学系统原来的参数,来检测加速度大小的一类高精度惯性传感器。根据系统原理,设计了一种电动式单线圈有源伺服反馈加速度传感器,只由一组线圈构成,既是信号线圈,又是反馈线圈。这样可以简化结构,使传感器的外形更加灵巧,便于应用于地震测量中的一些特殊场合,通过实例验证了其测量结果的可靠性。     

数字智能三分量力平衡加速度传感器研究

随着数字信号处理与网络技术的发展,地震观测及工程测振对传感器的精度、可靠性等性能指标的要求越来越高。本文的研究目的是将模拟量输出的力平衡加速度传感器、数据采集、计算、触发判断、数据传输和数据存储等功能集于一体,组成高精度、低功耗的智能数字式输出加速度传感器,为今后强震观测提供有力的技术支持。本论文主要包括以下内容:     

数字化力平衡加速度传感器设计与应用

在传统模拟式力平衡加速度传感器技术的基础上,通过改进传感器机械结构、内嵌高精度采集器等方法,设计了1款数字化力平衡加速度传感器。针对传感器中三通道模数转换要求完全同步、高分辨率、高采样率等技术难点,本文选用高精度ADS1294模数转换器,以同1个驱动信号完成三通道同步模数转换,实现低干扰、高分辨率的模数转换;采用高速ARM微处理器对模数转换数据进行大容量数据存储、高速数据通讯、数据处理、波形显示和电源管理;采用高精度线性电源芯片作为可开关控制的高精度电源,实现仪器整机低功耗管理。该数字化力平衡加速度传感器实现了大动态测量范围、三通道同步数据转换、高达1000Hz的采样率,且具有网络通讯接口等功能。     

MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测中的性能对比测试

为开展MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测应用中的性能对比测试,选取4种不同类型MEMS型加速度传感器与G1B型力平衡式加速度传感器,将其安装在地王大厦相同测点,对MEMS型、G1B型加速度传感器记录的结构环境振动数据进行时程、频谱和模态频率对比分析,并对其记录的结构地震响应进行时域及频域对比。研究结果表明,不同类型MEMS型加速度传感器仪器噪声均大于G1B型加速度传感器,其中MEMS-I型加速度传感器噪声水平相对较小,与G1B型加速度传感器模态频率识别结果及地震响应监测数据吻合较好,验证了MEMS-I型加速度传感器可较准确地记录到结构强振动响应,适用于超高层建筑日常结构振动监测。     

基于加速度反馈的结构地震反应半主动MR阻尼控制试验

本文针对安装有半主动磁流变阻尼器（MR damper)的一座二层模型结构进行了抗震振动台试验研究，通过采用基于加速度反馈控制策略的两种半主动控制算法进行了在各种地震动作用下模型结构的半主动控制的抗震试验研究，并进行了Passive-on和Passive-off两种被动控制的试验研究。试验结果表明，MR阻尼器作为一种半主动控制装置可以有效地控制结构的峰值位移和均方差反应，且半主动控制对结构顶层的峰值位移和均方差的控制效果均优于两种被动控制方法。因此，本文提出的两种半主动控制算法都是有效的，并宜于实现。     

路基地震峰值加速度响应特性振动台试验研究

在采用拟静力法分析公路路基抗震稳定时,需要考虑路基对地震加速度产生动力放大效果的影响。为了研究该放大效果,针对填方路基在强地震动作用下的动力响应,设计并完成了1∶20比尺的路基大型振动台模型试验。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波激励,研究地震作用下路基模型边坡地震峰值加速度的放大系数。试验结果表明,路基边坡对输入的水平地震波具有明显的放大作用,而对竖向地震波的放大作用不明显。沿路基高程向上,水平地震波加速度峰值放大系数呈现波动,且坡面的放大系数大于路基内部的放大系数。在不同类型、不同振幅和不同频率的地震波作用下,路基地震峰值加速度放大系数具有明显的差异。试验结果可为确定路基抗震稳定设计的动力荷载提供相应的参考。     

应县木塔环境振动试验

对于复杂的塔状古建筑物,建立一个合适的简化的数学模型是不易实现的。与强迫振动试验相比,环境振动试验比较简单、方便,所确定出的小振幅水平下的木塔结构动力特性具有足够的精度。本文首先结合应县木塔结构环境振动测试实例对环境振动测试方法作了简要介绍,并采用随机信号数据频域分析方法对测试数据进行了分析,确定木塔结构的自振频率。同时,依据不同测点在固有频率处响应的比及零迟时互相关函数确定木塔结构的振型。最后,本文依据自功率谱和互功率谱采用半功率点法计算各振型的阻尼比。本文分析结果表明,在两水平方向上木塔的振动特性存在些微差异,第一振型阻尼比较第二振型阻尼比大。     

Modal analysis of pile‐supported structures during seismic liquefaction

The purpose of this paper is to investigate the effects of liquefaction on modal parameters (frequency and damping) of pile‐supported structures. Four physical models, consisting of two single piles and two 2 × 2 pile groups, were tested in a shaking table where the soil surrounding the pile liquefied because of seismic shaking. The experimental results showed that the natural frequency of pile‐supported structures may decrease considerably owing to the loss of lateral support offered by the soil to the pile. On the other hand, the damping ratio of structure may increase to values in excess of 20%. These findings have important design consequences: (a) for low‐period structures, substantial reduction of spectral acceleration is expected; (b) during and after liquefaction, the response of the system may be dictated by the interactions of multiple loadings, that is, horizontal, axial and overturning moment, which were negligible prior to liquefaction; and (c) with the onset of liquefaction due to increased flexibility of pile‐supported structure, larger spectral displacement may be expected, which in turn may enhance P‐delta effects and consequently amplification of overturning moment. Practical implications for pile design are discussed. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

XKL-W1型动力箱样机核级(1E)抗震试验研究

依据电气设备核级抗震Ⅰ类(1E)标准,在模拟现场安装的条件下,对XKL-W1型动力箱样机在每个组合方向进行两次SSE模拟地震反应谱考核试验,测定样机各测点的地震响应加速度,并在试验前后分别进行白噪声扫描试验,以确定样机的自振特性。研究结果显示：样机Y向整体刚度小于X向,各子结构呈现各自特征;试验中的开关动作对各测点地震响应影响较强;在考核频段(0-50Hz)内样机各结构有较丰富的自振频率,虽然试验前后自振特性略有改变,但变化不大。经检验,考核试验后样机结构完整,各项电气功能正常,通过了电气设备核级抗震Ⅰ类试验考核,验证了样机设计与加工的合理性。该项研究成果也为以后我国核工业类似产品的设计与定型提供了可靠的依据。     

GZZ-1型自振柱试验机研制与性能试验

作者研制成功GZZ－1型自振柱试验机，该机和动三轴试验机共用一套控制、采集及气压系统，并把纵向共振和自振柱集成为一套系统。实现了计算机自动控制及数据处理程序化。性能试验表明，该试验机动态响应好，运行可靠，操作方便，具有较高的试验精度。     

The effects of frequency on damping properties of sand

In this study the effects of frequency on damping behavior of dry sand were examined. To study the effects of frequency, two mechanical models were proposed and evaluated for interpretation of the cyclic torsional shear testing results. Cyclic torsional shear tests were performed on dry sand specimens for the frequency range of 0–1–20 Hz. It is found that the frequency effect on damping properties of sand is relatively significant, and thus the damping appears to be nonhysteretic. Finally, a new combined damping model is proposed for describing the damping behavior of dry sand observed in this research.     

钢筋混凝土建筑非线性阻尼性能及阻尼比表达式研究

阻尼比是反映结构耗能能力的参数，它对结构的振动反应有重要的影响。目前结构设计阶段通常取阻尼比为常数，这不能真实反映建筑物的阻尼机理，与阻尼比的实测结果也有很大的差距。通过对建筑物阻尼机理、建筑材料、建筑物和建筑模型阻尼性能试验数据的分析，本文对混凝土强度、纵向配筋率、结构形式和结构变形大小等建筑阻尼性能的主要影响因素进行了分析。在此基础上，本文提出了钢筋混凝土结构非线性阻尼比的统一表达式。     

GM4型磁通门磁力仪性能检验方法

目前,磁通门磁力仪广泛应用于观测地球磁场相对变化的仪器。相对于应用,仪器的性能测试不为人们所熟悉。本文针对GM4型磁通门磁力仪的噪声特性,频率特性,线性度,温度特性等关键性能指标的测试依据、测试方法及流程给予详细的阐述。     

基于复阻尼模型的连续刚构桥地震响应分析

为了研究复阻尼模型下连续刚构桥的地震响应,文章讨论了利用复阻尼模型求解连续刚构桥地震响应的方法,并按相同的阻尼比,分别采用复阻尼模型和黏性阻尼模型计算了后渚连续刚构桥在不同地震动作用下的响应,将计算结果进行对比,分析了两种不同的阻尼模型对地震响应影响的差别。结果表明,采用不同类型的阻尼对地震响应影响很大,以复阻尼计算出的响应幅值作为设计值,更加偏于安全,对于保证桥梁结构的抗震安全更可靠。     

数字地震仪原理及频率响应函数和传递函数——地震学上用的数字信号处理的基本原理与实例(讲座2)

将一般线性时间不变系统的概念和分析方法运用到经典摆式地震仪中,并通过地震仪的频率响应函数和传递函数的分析,更好地理解为了获得真实的地面运动记录,应对原始数字化地震记录进行仪器修正的必要性。     

瑞利阻尼对砂土场地非线性地震响应的影响分析

在地震荷载作用下,自由场地会产生土体侧向变形和地表响应放大现象。由于土体的高度非线性,计算自由场地地震响应时,不同的阻尼比及剪切模量取值是造成其计算结果与试验结果相差较大的原因之一。目前动力计算常采用瑞利阻尼方法,其系数取值会在一定程度上影响计算结果。选用两模态简化瑞利阻尼系数计算方法,分析土体阻尼比及控制频率的取值对计算结果的影响,对比离心机模型试验,利用开源有限元平台OpenSees,采用适合于土体动力分析的多屈服面本构模型(PDMY),建立剪切梁模型模拟三维自由场地,并分析瑞利阻尼参数对自由场地地震响应和侧向变形计算结果的影响。结果表明,针对相对密度为60%的Nevada干砂,阻尼比为4%、控制频率比为5时,场地响应计算结果与试验结果较为符合。综合分析显示场地非线性响应时域计算时,应特别注意选用的瑞利阻尼参数值。