專利名稱：一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于路基試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高速鐵路對軌道的平順性和穩(wěn)定性要求非常高，作為承載軌道結(jié)構(gòu)重量和列車荷載的基礎(chǔ)的路基的沉降和變形勢必會(huì)影響軌道的平順性和穩(wěn)定性。因此，為了確保高速列車的平穩(wěn)和安全運(yùn)行，列車動(dòng)荷載作用下軌道路基動(dòng)力問題是高速鐵路建設(shè)必需考慮的基本問題。路基不僅要承受上部結(jié)構(gòu)的靜載荷作用，還受列車運(yùn)行時(shí)動(dòng)載荷的反復(fù)作用。高速列車不僅會(huì)增大列車的動(dòng)荷載與振動(dòng)頻率，而且會(huì)提高路基的振動(dòng)加速度，加快列車與軌道的振動(dòng)，從而擴(kuò)大路基受動(dòng)載荷的影響，削弱路基動(dòng)力穩(wěn)定性，影響高速鐵路的正常運(yùn) 行和維護(hù)。因此，如何認(rèn)識高速列車長期重復(fù)荷載作用下路基的工作機(jī)理與力學(xué)特性，尤其是動(dòng)力學(xué)特性，確保高速列車安全通行變得非常重要和迫切。常用試驗(yàn)方法有現(xiàn)場試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn)?，F(xiàn)場試驗(yàn)是研究路基動(dòng)態(tài)特性的最直接的基本手段，可為研究路基的動(dòng)態(tài)特性研究提供第一手資料，我國在大秦線、成昆線和寶成線等分別進(jìn)行了現(xiàn)場路基動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。但現(xiàn)場試驗(yàn)有很大的局限性，它是一種被動(dòng)的測試方法，無法主動(dòng)對試驗(yàn)進(jìn)行控制，試驗(yàn)成果往往包含了眾多因素的影響，不利于軌道路基動(dòng)力響應(yīng)根本規(guī)律的揭示。室內(nèi)模型試驗(yàn)在揭示自然現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律、建立并驗(yàn)證理論模式中發(fā)揮了重要作用，可通過模擬列車荷載對路基的作用和路基動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行有效研究。但室內(nèi)模型試驗(yàn)也有其局限性，由于模型與原型結(jié)構(gòu)的相似問題還沒有完全解決，無法建立嚴(yán)格的、完全滿足相似條件的模型，又由于存在縮尺效應(yīng)和邊界效應(yīng)，模型不能完全定量換算為原型，所以其試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況有一定的差異。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在為了克服現(xiàn)有室內(nèi)模型試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)的不足，目的是提供一種既能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場試驗(yàn)，又能主動(dòng)控制試驗(yàn)條件的路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是油泵與電機(jī)同軸聯(lián)接，油泵的吸油口通過油管與油箱相通，油泵的壓油口通過油管與溢流閥的進(jìn)油口和第一單向閥的進(jìn)油口分別相通，溢流閥的出油口通過油管與油箱相通，溢流閥的控制口與第二電磁換向閥的A口相通，第二電磁換向閥的T 口通過油管與油箱相通，第二電磁換向閥的P 口堵死；第一單向閥的出油口通過油管與第一過濾器的進(jìn)油口相通，第一過濾器的出油口通過油管與電液伺服閥的P 口和第一電磁換向閥的P 口分別相通。電液伺服閥的A 口通過油管與雙級伺服液壓缸的動(dòng)壓腔的第三工作油口相通，電液伺服閥的B 口通過油管與雙級伺服液壓缸的動(dòng)壓腔的第四工作油口相通，電液伺服閥的T 口通過油管與冷卻器的進(jìn)油口相通，冷卻器的出油口通過第二過濾器與油箱相通。[0008]第一電磁換向閥的T 口堵死，第一電磁換向閥的A 口通過油管與第二單向閥的進(jìn)油口相通，第二單向閥的出油口通過油管分別與雙級伺服液壓缸的靜壓腔的第二工作油口、電磁球閥的A 口和蓄能器相通，雙級伺服液壓缸的靜壓腔的第一工作油口與冷卻器的進(jìn)油口相通，電磁球閥的T 口與冷卻器的進(jìn)油口相通，電磁球閥的P 口堵死。雙級伺服液壓缸的動(dòng)壓活塞桿的工作端通過彈簧與載荷傳感器的一端聯(lián)接，雙級伺服液壓缸的靜壓活塞桿的工作端與載荷傳感器的一端固定聯(lián)接，載荷傳感器的另一端與激振圓盤固定聯(lián)接，激振圓盤緊壓在路基表面上，路基中埋有土壓力傳感器、加速度傳感器和速度傳感器，雙級伺服液壓缸的右端蓋通過聯(lián)接板與液壓挖掘機(jī)的斗桿通孔和連桿通孔聯(lián)接。第一壓力傳感器通過伺服閥座與雙級伺服液壓缸的動(dòng)壓腔的第四工作油口相通，第二壓力傳感器通過伺服閥座與雙級伺服液壓缸的動(dòng)壓腔的第三工作油口相通，第三壓力傳感器通過伺服閥座與雙級伺服液壓缸的靜壓腔的第二工作油口相通；第一壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡的A/D-7 口電連接，第二壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡的A/D-6 口電連接，第三壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡的A/D-5 口電連接，載荷傳感器與數(shù)據(jù)采集卡的A/D-4 口電連接，土壓 力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡的A/D-3 口電連接，加速度傳感器與數(shù)據(jù)采集卡的A/D-2 口電連接，速度傳感器與數(shù)據(jù)米集卡的A/D-1 口電連接,伺服放大器的一端與電液伺服閥的電磁鐵電連接，伺服放大器的另一端與PID控制器的一端電連接，PID控制器的另一端與數(shù)據(jù)采集卡的D/A-1 口電連接，數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)輔助測試軟件安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)。所述的雙級伺服液壓缸的結(jié)構(gòu)是雙級伺服液壓缸由靜壓缸和動(dòng)壓缸組成，靜壓缸和動(dòng)壓缸的缸體為一整體，缸體的前半部分為靜壓缸，后半部分為動(dòng)壓缸，靜壓缸和動(dòng)壓缸之間設(shè)有缸體隔斷墻。靜壓缸包括左端蓋、靜壓活塞和靜壓活塞桿；靜壓活塞桿為空心圓柱體，靜壓活塞桿同中心地安裝在靜壓缸的靜壓腔內(nèi)，靜壓活塞桿的工作端穿過左端蓋，靜壓活塞安裝在靜壓活塞桿上，靜壓活塞的一側(cè)緊貼靜壓活塞桿的軸肩，靜壓活塞另一側(cè)的靜壓活塞桿上裝有彈簧墊圈和螺母；動(dòng)壓缸包括右端蓋、動(dòng)壓活塞和動(dòng)壓活塞桿，動(dòng)壓活塞桿同中心地安裝在動(dòng)壓缸的動(dòng)壓腔內(nèi)，動(dòng)壓活塞安裝在動(dòng)壓活塞桿上，動(dòng)壓活塞的一側(cè)緊貼動(dòng)壓活塞桿的軸肩，動(dòng)壓活塞另一側(cè)的動(dòng)壓活塞桿上裝有彈簧墊圈和螺母；動(dòng)壓活塞桿的工作端穿過缸體隔斷墻中心的通孔和靜壓活塞桿的中心通孔，動(dòng)壓活塞桿工作端密封槽內(nèi)裝有第九密封圈；動(dòng)壓活塞桿的末端穿過右端蓋，安裝罩安裝在右端蓋的中心位置處；位移傳感器的一端固定在安裝罩上，位移傳感器的另一端置入動(dòng)壓活塞桿末端的孔內(nèi)。靜壓缸的缸體上分別設(shè)有與靜壓腔兩側(cè)相通的第一工作油口和第二工作油口，動(dòng)壓缸的缸體上分別設(shè)有與動(dòng)壓腔兩側(cè)相通的第三工作油口和第四工作油口 ；在缸體隔斷墻中心通孔的內(nèi)壁開有第三泄漏油環(huán)形槽，缸體隔斷墻的中間位置處設(shè)有與第三泄漏油環(huán)形槽相通的泄漏油口 ；第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、第四工作油口和泄漏油口分別與伺服閥座對應(yīng)的閥口相通。左端蓋的通孔內(nèi)壁設(shè)有第一泄漏油環(huán)形槽，第一泄漏油環(huán)形槽通過左端蓋上的第一泄漏油通道和靜壓缸的缸體上的第二泄漏油通道與第三泄漏油環(huán)形槽相通；在第一泄漏油環(huán)形槽對應(yīng)的靜壓活塞桿的內(nèi)壁處設(shè)有第二泄漏油環(huán)形槽，第二泄漏油環(huán)形槽通過第三泄漏油通道與第一泄漏油環(huán)形槽相通。[0016]第一泄漏油環(huán)形槽的寬度為靜壓活塞行程的I. 3 2倍。所述的路基中埋有土壓力傳感器、加速度傳感器和速度傳感器是指土壓力傳感器、加速度傳感器和速度傳感器放置在距路基表面50 IOOOmm的深處。本技術(shù)方案采用的計(jì)算機(jī)輔助測試軟件的主流程為S1-1、初始化變量，計(jì)數(shù)點(diǎn)n = 0，設(shè)置振動(dòng)波形X、激振頻率f和總計(jì)數(shù)點(diǎn)數(shù)N ;Sl-2、D/A-1通道輸出振動(dòng)波形X和激振頻率f的控制電壓u ；S1-3、計(jì)數(shù)點(diǎn)累加 n = n+1 ；S1-4、掃描A/D-1，記錄路基振動(dòng)速度Vn ;掃描A/D-2，記錄路基振動(dòng)加速度An ;掃描A/D-3,記錄土壓力Pn ；S1-5、判斷n是否大于N，若大于則進(jìn)行下一步，若小于則返回Sl_2 ；S1-6、以計(jì)數(shù)點(diǎn)n為橫坐標(biāo)，分別以路基振動(dòng)速度Vn、路基振動(dòng)加速度An和土壓力Pn為縱坐標(biāo),繪出路基動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)曲線。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下積極效果I、本實(shí)用新型綜合了現(xiàn)場試驗(yàn)與模型試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，既可以模擬列車通過鐵軌時(shí)對路基廣生的載荷，又可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)條件的主動(dòng)控制，為聞速鐵路路基動(dòng)力穩(wěn)定性研究提供了有效工具。2、本實(shí)用新型既可以用于有砟軌道路基動(dòng)力響應(yīng)原位試驗(yàn)，也可以用于無砟軌道路基動(dòng)力響應(yīng)原位試驗(yàn)，還可以用于軌道路基動(dòng)力響應(yīng)模擬試驗(yàn)。3、本實(shí)用新型中試驗(yàn)激振波形既可以是正弦、三角、階躍和脈沖函數(shù)等常規(guī)波形，也可以是指定函數(shù)的波形，且頻率和振幅都能在線程序控制調(diào)整。4、本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)軌道路基動(dòng)力響應(yīng)的一體化自動(dòng)采集。因此，本實(shí)用新型解決了模型與原型結(jié)構(gòu)的相似問題，具有既能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場原型試驗(yàn)，又能主動(dòng)控制試驗(yàn)條件的特點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)不意圖；圖2是圖I中雙級伺服液壓缸26的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制實(shí)施例I一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)。所述的試驗(yàn)系統(tǒng)如圖I所不油栗12與電機(jī)11同軸聯(lián)接，油泵12的吸油口通過油管與油箱15相通，油泵12的壓油口通過油管與溢流閥13的進(jìn)油口和第一單向閥10的進(jìn)油口分別相通，溢流閥13的出油口通過油管與油箱15相通，溢流閥13的控制口與第二電磁換向閥14的A 口相通，第二電磁換向閥14的T 口通過油管與油箱15相通，第二電磁換向閥14的P 口堵死；第一單向閥10的出油口通過油管與第一過濾器9的進(jìn)油口相通，第一過濾器9的出油口通過油管與電液伺服閥6的P 口和第一電磁換向閥8的P 口分別相通。[0036]如圖I和圖2所不，電液伺服閥6的A 口通過油管與雙級伺服液壓缸26的動(dòng)壓腔50的第三工作油口 38相通，電液伺服閥6的B 口通過油管與雙級伺服液壓缸26的動(dòng)壓腔50的第四工作油口 41相通，電液伺服閥6的T 口通過油管與冷卻器17的進(jìn)油口相通，冷卻器17的出油口通過第二過濾器16與油箱15相通。第一電磁換向閥8的T 口堵死，第一電磁換向閥8的A 口通過油管與第二單向閥7的進(jìn)油口相通，第二單向閥7的出油口通過油管分別與雙級伺服液壓缸26的靜壓腔57的第二工作油口 36、電磁球閥18的A 口和蓄能器5相通，雙級伺服液壓缸26的靜壓腔57的第一工作油口 33與冷卻器17的進(jìn)油口相通，電磁球閥18的T 口與冷卻器17的進(jìn)油口相通，電磁球閥18的P 口堵死。雙級伺服液壓缸26的動(dòng)壓活塞桿64的工作端通過彈簧25與載荷傳感器24的一端聯(lián)接，雙級伺服液壓缸26的靜壓活塞桿63的工作端與載荷傳感器24的一端固定聯(lián)接，載荷傳感器24的另一端與激振圓盤23固定聯(lián)接，激振圓盤23緊壓在路基22表面上；路基22中埋有土壓力傳感器21、加速度傳感器20和速度傳感器19，土壓力傳感器21、加速度傳感器20和速度傳感器19埋在距路基22表面50 200mm的深處；雙級伺服液壓缸26的右端蓋42通過聯(lián)接板30與液壓挖掘機(jī)的斗桿通孔和連桿通孔聯(lián)接。·[0039]第一壓力傳感器29通過伺服閥座34與雙級伺服液壓缸26的動(dòng)壓腔50的第四工作油口 41相通，第二壓力傳感器28通過伺服閥座34與雙級伺服液壓缸26的動(dòng)壓腔50的第三工作油口 38相通，第三壓力傳感器27通過伺服閥座34與雙級伺服液壓缸26的靜壓腔57的第二工作油口 36相通；第一壓力傳感器29與數(shù)據(jù)采集卡2的A/D-7 口電連接，第二壓力傳感器28與數(shù)據(jù)采集卡2的A/D-6 口電連接，第三壓力傳感器27與數(shù)據(jù)采集卡2的A/D-5 口電連接，載荷傳感器24與數(shù)據(jù)采集卡2的A/D-4 口電連接，土壓力傳感器21與數(shù)據(jù)采集卡2的A/D-3 口電連接，加速度傳感器20與數(shù)據(jù)采集卡2的A/D-2 口電連接，速度傳感器19與數(shù)據(jù)米集卡2的A/D-1 口電連接,伺服放大器4的一端與電液伺服閥6的電磁鐵電連接，伺服放大器4的另一端與PID控制器3的一端電連接，PID控制器3的另一端與數(shù)據(jù)采集卡2的D/A-1 口電連接，數(shù)據(jù)采集卡2和計(jì)算機(jī)輔助測試軟件I安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)。本實(shí)施例采用的雙級伺服液壓缸26為申請人所申請的“一種雙級伺服液壓缸”(CN201110149503. I)專利技術(shù)，其結(jié)構(gòu)是雙級伺服液壓缸26由靜壓缸和動(dòng)壓缸組成,靜壓缸和動(dòng)壓缸的缸體32為一整體，缸體32的前半部分為靜壓缸，后半部分為動(dòng)壓缸，靜壓缸和動(dòng)壓缸之間設(shè)有缸體隔斷墻。靜壓缸包括左端蓋31、靜壓活塞35和靜壓活塞桿63 ;靜壓活塞桿63為空心圓柱體，靜壓活塞桿63同中心地安裝在靜壓缸的靜壓腔57內(nèi)，靜壓活塞桿63的工作端穿過左端蓋31，靜壓活塞35安裝在靜壓活塞桿63上，靜壓活塞35的一側(cè)緊貼靜壓活塞桿63的軸肩，靜壓活塞35另一側(cè)的靜壓活塞桿63上裝有彈簧墊圈55和螺母56 ;動(dòng)壓缸包括右端蓋42、動(dòng)壓活塞39和動(dòng)壓活塞桿64，動(dòng)壓活塞桿64同中心地安裝在動(dòng)壓缸的動(dòng)壓腔50內(nèi)，動(dòng)壓活塞39安裝在動(dòng)壓活塞桿64上，動(dòng)壓活塞39的一側(cè)緊貼動(dòng)壓活塞桿64的軸肩，動(dòng)壓活塞39另一側(cè)的動(dòng)壓活塞桿64上裝有彈簧墊圈48和螺母47 ;動(dòng)壓活塞桿64的工作端穿過缸體隔斷墻中心的通孔和靜壓活塞桿63的中心通孔，動(dòng)壓活塞桿64工作端密封槽內(nèi)裝有第九密封圈65 ;動(dòng)壓活塞桿64的末端穿過右端蓋42，安裝罩45安裝在右端蓋42的中心位置處；位移傳感器46的一端固定在安裝罩45上，位移傳感器46的另一端置入動(dòng)壓活塞桿64末端的孔內(nèi)。靜壓缸的缸體32上分別設(shè)有與靜壓腔57兩側(cè)相通的第一工作油口 33和第二工作油口 36，動(dòng)壓缸的缸體32上分別設(shè)有與動(dòng)壓腔50兩側(cè)相通的第三工作油口 38和第四工作油口 41 ;在缸體隔斷墻中心通孔的內(nèi)壁開有第三泄漏油環(huán)形槽51，缸體隔斷墻的中間位置處設(shè)有與第三泄漏油環(huán)形槽51相通的泄漏油口 37 ;第一工作油口 33、第二工作油口 36、第三工作油口 38、第四工作油口 41和泄漏油口 37分別與伺服閥座34對應(yīng)的閥口相通。左端蓋31的通孔內(nèi)壁設(shè)有第一泄漏油環(huán)形槽62，第一泄漏油環(huán)形槽62通過左端蓋31上的第一泄漏油通道61和靜壓缸的缸體32上的第二泄漏油通道59與第三泄漏油環(huán)形槽51相通；在第一泄漏油環(huán)形槽62對應(yīng)的靜壓活塞桿63的內(nèi)壁處設(shè)有第二泄漏油環(huán)形槽66,第二泄漏油環(huán)形槽66通過第三泄漏油通道68與第一泄漏油環(huán)形槽62相通。第一泄漏油環(huán)形槽62的寬度為靜壓活塞35行程的I. 3 I. 8倍。所述的動(dòng)壓活塞39的外壁開有3 4個(gè)第一平衡槽40，在動(dòng)壓活塞桿64和缸體隔斷墻的中心通孔接觸部分的動(dòng)壓活塞桿64上開有4 5個(gè)第二平衡槽52，左端蓋31的環(huán)狀凸臺(tái)外壁的密封槽裝有第六密封圈58，在左端蓋31端面的第一泄漏油通道61的密封孔內(nèi)裝有第八密封圈60，該密封孔的直徑大于或等于第八密封圈60的外徑，第八密封圈60的內(nèi)徑大于或等于第一泄漏油通道61的直徑，左端蓋31內(nèi)孔壁第一泄漏油環(huán)形槽62兩側(cè)的密封槽內(nèi)分別裝有第七密封圈67，靜壓活塞35外壁的兩個(gè)密封槽內(nèi)分別裝有第五密封圈53，靜壓活塞35內(nèi)孔壁的密封槽內(nèi)裝有第四密封圈54，動(dòng)壓活塞39內(nèi)孔壁的密封槽內(nèi)裝有第三密封圈49，右端蓋42的環(huán)狀凸臺(tái)外壁的密封槽內(nèi)裝有第一密封圈43，右端蓋42內(nèi)孔壁的兩個(gè)密封槽分別裝有第二密封圈44。本實(shí)施例采用的計(jì)算機(jī)輔助測試軟件I的主流程為S1-1、初始化變量，計(jì)數(shù)點(diǎn)n = 0，設(shè)置振動(dòng)波形X、激振頻率f和總計(jì)數(shù)點(diǎn)數(shù)N ；Sl-2、D/A-1通道輸出振動(dòng)波形X和激振頻率f的控制電壓u ；S1-3、計(jì)數(shù)點(diǎn)累加 n = n+1 ；S1-4、掃描A/D-1，記錄路基振動(dòng)速度Vn ;掃描A/D-2，記錄路基振動(dòng)加速度An ;掃描A/D-3,記錄土壓力Pn ；S1-5、判斷n是否大于N，若大于則進(jìn)行下一步，若小于則返回Sl_2 ；S1-6、以計(jì)數(shù)點(diǎn)n為橫坐標(biāo)，分別以路基振動(dòng)速度Vn、路基振動(dòng)加速度An和土壓力Pn為縱坐標(biāo),繪出路基動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)曲線。實(shí)施例2一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例I。路基22中埋有土壓力傳感器21、加速度傳感器20和速度傳感器19是指土壓力傳感器21、加速度傳感器20和速度傳感器19放置在距路基22表面200 IOOOmm的深處；所述的動(dòng)壓活塞39的外壁開有4 5個(gè)第一平衡槽40，在動(dòng)壓活塞桿64和缸體隔斷墻的中心通孔接觸部分的動(dòng)壓活塞桿64上開有5 6個(gè)第二平衡槽52 ；第一泄漏油環(huán)形槽62的寬度為靜壓活塞35行程的I. 5 2. 0倍。由于采用上述技術(shù)方案，本具體實(shí)施方式
具有以下積極效果I、本具體實(shí)施方式
綜合了現(xiàn)場試驗(yàn)與模型試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，既可以模擬列車通過鐵軌時(shí)對路基產(chǎn)生的載荷，又可以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)條件的主動(dòng)控制，填補(bǔ)了軌道路基動(dòng)力響應(yīng)原位試驗(yàn)設(shè)備的空白，為高速鐵路路基動(dòng)力穩(wěn)定性研究提供了有效工具。2、本具體實(shí)施方式
既可以用于有砟軌道路基動(dòng)力響應(yīng)原位試驗(yàn)，也可以用于無砟軌道路基動(dòng)力響應(yīng)原位試驗(yàn)，還可以用于軌道路基動(dòng)力響應(yīng)模擬試驗(yàn)。3、本具體實(shí)施方式
中試驗(yàn)激振波形既可以是正弦、三角、階躍和脈沖函數(shù)等常規(guī)波形，也可以是指定函數(shù) 的波形，且頻率和振幅都能在線程序控制調(diào)整。4、本具體實(shí)施方式
可以實(shí)現(xiàn)軌道路基動(dòng)力響應(yīng)的一體化自動(dòng)采集。因此，本具體實(shí)施方式
解決了模型與原型結(jié)構(gòu)的相似問題，具有既能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場原型試驗(yàn)，又能主動(dòng)控制試驗(yàn)條件的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于油泵(12)與電機(jī)(11)同軸聯(lián)接，油泵(12)的吸油口通過油管與油箱(15)相通，油泵(12)的壓油口通過油管與溢流閥(13)的進(jìn)油口和第一單向閥(10)的進(jìn)油口分別相通，溢流閥(13)的出油口通過油管與油箱(15)相通，溢流閥(13)的控制口與第二電磁換向閥(14)的A 口相通，第二電磁換向閥(14)的T口通過油管與油箱(15)相通，第二電磁換向閥(14)的P 口堵死；第一單向閥(10)的出油口通過油管與第一過濾器(9)的進(jìn)油口相通，第一過濾器(9)的出油口通過油管與電液伺服閥(6)的P 口和第一電磁換向閥⑶的P 口分別相通； 電液伺服閥(6)的A 口通過油管與雙級伺服液壓缸(26)的動(dòng)壓腔(50)的第三工作油口(38)相通，電液伺服閥(6)的B 口通過油管與雙級伺服液壓缸(26)的動(dòng)壓腔(50)的第四工作油口(41)相通，電液伺服閥(6)的T 口通過油管與冷卻器(17)的進(jìn)油口相通，冷卻器(17)的出油口通過第二過濾器(16)與油箱(15)相通； 第一電磁換向閥(8)的T 口堵死，第一電磁換向閥(8)的A 口通過油管與第二單向閥(7)的進(jìn)油口相通，第二單向閥(7)的出油口通過油管分別與雙級伺服液壓缸(26)的靜壓腔(57)的第二工作油口(36)、電磁球閥(18)的A 口和蓄能器(5)相通，雙級伺服液壓缸(26)的靜壓腔(57)的第一工作油口(33)與冷卻器(17)的進(jìn)油口相通，電磁球閥(18)的T 口與冷卻器(17)的進(jìn)油口相通，電磁球閥(18)的P 口堵死； 雙級伺服液壓缸(26)的動(dòng)壓活塞桿￠4)的工作端通過彈簧(25)與載荷傳感器(24)的一端聯(lián)接，雙級伺服液壓缸(26)的靜壓活塞桿(63)的工作端與載荷傳感器(24)的一端固定聯(lián)接，載荷傳感器(24)的另一端與激振圓盤(23)固定聯(lián)接，激振圓盤(23)緊壓在路基(22)表面上，路基(22)中埋有土壓力傳感器(21)、加速度傳感器(20)和速度傳感器(19)，雙級伺服液壓缸(26)的右端蓋(42)通過聯(lián)接板(30)與液壓挖掘機(jī)的斗桿通孔和連桿通孔聯(lián)接； 第一壓力傳感器(29)通過伺服閥座(34)與雙級伺服液壓缸(26)的動(dòng)壓腔(50)的第四工作油口(41)相通，第二壓力傳感器(28)通過伺服閥座(34)與雙級伺服液壓缸(26)的動(dòng)壓腔(50)的第三工作油口(38)相通，第三壓力傳感器(27)通過伺服閥座(34)與雙級伺服液壓缸(26)的靜壓腔(57)的第二工作油口(36)相通；第一壓力傳感器(29)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-7 口電連接，第二壓力傳感器(28)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-6 口電連接，第三壓力傳感器(27)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-5 口電連接，載荷傳感器(24)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-4 口電連接，土壓力傳感器(21)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-3 口電連接，力口速度傳感器(20)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-2 口電連接，速度傳感器(19)與數(shù)據(jù)采集卡(2)的A/D-1 口電連接；伺服放大器⑷的一端與電液伺服閥(6)的電磁鐵電連接,伺服放大器(4)的另一端與PID控制器(3)的一端電連接，PID控制器(3)的另一端與數(shù)據(jù)采集卡(2)的D/A-1 口電連接，數(shù)據(jù)采集卡(2)和計(jì)算機(jī)輔助測試軟件(I)安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的雙級伺服液壓缸(26)的結(jié)構(gòu)是 雙級伺服液壓缸(26)由靜壓缸和動(dòng)壓缸組成,靜壓缸和動(dòng)壓缸的缸體(32)為一整體，缸體(32)的前半部分為靜壓缸，后半部分為動(dòng)壓缸，靜壓缸和動(dòng)壓缸之間設(shè)有缸體隔斷工回； 靜壓缸包括左端蓋(31)、靜壓活塞(35)和靜壓活塞桿￠3);靜壓活塞桿￠3)為空心圓柱體，靜壓活塞桿￠3)同中心地安裝在靜壓缸的靜壓腔(57)內(nèi)，靜壓活塞桿￠3)的工作端穿過左端蓋(31)，靜壓活塞(35)安裝在靜壓活塞桿￠3)上，靜壓活塞(35)的一側(cè)緊貼靜壓活塞桿￠3)的軸肩，靜壓活塞(35)另一側(cè)的靜壓活塞桿￠3)上裝有彈簧墊圈(55)和螺母(56);動(dòng)壓缸包括右端蓋(42)、動(dòng)壓活塞(39)和動(dòng)壓活塞桿(64)，動(dòng)壓活塞桿(64)同中心地安裝在動(dòng)壓缸的動(dòng)壓腔(50)內(nèi)，動(dòng)壓活塞(39)安裝在動(dòng)壓活塞桿￠4)上，動(dòng)壓活塞(39)的一側(cè)緊貼動(dòng)壓活塞桿￠4)的軸肩，動(dòng)壓活塞(39)另一側(cè)的動(dòng)壓活塞桿(64)上裝有彈簧墊圈(48)和螺母(47);動(dòng)壓活塞桿￠4)的工作端穿過缸體隔斷墻中心的通孔和靜壓活塞桿￠3)的中心通孔，動(dòng)壓活塞桿￠4)工作端密封槽內(nèi)裝有第九密封圈(65)；動(dòng)壓活塞桿(64)的末端穿過右端蓋(42)，安裝罩(45)安裝在右端蓋(42)的中心位置處；位移傳感器(46)的一端固定在安裝罩(45)上，位移傳感器(46)的另一端置入動(dòng)壓活塞桿(64)末端的孔內(nèi)； 靜壓缸的缸體(32)上分別設(shè)有與靜壓腔(57)兩側(cè)相通的第一工作油口(33)和第二工作油口(36)，動(dòng)壓缸的缸體(32)上分別設(shè)有與動(dòng)壓腔(50)兩側(cè)相通的第三工作油口(38)和第四工作油口(41);在缸體隔斷墻中心通孔的內(nèi)壁開有第三泄漏油環(huán)形槽(51)，缸體隔斷墻的中間位置處設(shè)有與第三泄漏油環(huán)形槽(51)相通的泄漏油口(37);第一工作油口(33)、第二工作油口(36)、第三工作油口(38)、第四工作油口(41)和泄漏油口(37)分別與伺服閥座(34)對應(yīng)的閥口相通； 左端蓋(31)的通孔內(nèi)壁設(shè)有第一泄漏油環(huán)形槽(62)，第一泄漏油環(huán)形槽￠2)通過左端蓋(31)上的第一泄漏油通道￠1)和靜壓缸的缸體(32)上的第二泄漏油通道(59)與第三泄漏油環(huán)形槽(51)相通；在第一泄漏油環(huán)形槽￠2)對應(yīng)的靜壓活塞桿￠3)的內(nèi)壁處設(shè)有第二泄漏油環(huán)形槽(66)，第二泄漏油環(huán)形槽￠6)通過第三泄漏油通道￠8)與第一泄漏油環(huán)形槽(62)相通； 第一泄漏油環(huán)形槽(62)的寬度為靜壓活塞(35)行程的I. 3 2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的路基(22)中埋有土壓力傳感器(21)、加速度傳感器(20)和速度傳感器(19)是指土壓力傳感器(21)、加速度傳感器(20)和速度傳感器(19)放置在距路基(22)表面50 IOOOmm的深處。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種路基動(dòng)力響應(yīng)原位激振試驗(yàn)系統(tǒng)。其技術(shù)方案是油泵(12)通過第一單向閥(10)與電液伺服閥(6)的P口和第一電磁換向閥(8)的P口分別相通；電液伺服閥(6)的A口和B口與雙級伺服液壓缸(26)的第三和第四工作油口(38、41)對應(yīng)相通，第一電磁換向閥(8)的A口通過第二單向閥(7)分別與雙級伺服液壓缸(26)的第二工作油口(36)、電磁球閥(18)的A口和蓄能器(5)相通；雙級伺服液壓缸(26)的工作端通過載荷傳感器(24)和激振圓盤(23)緊壓在路基(22)表面；系統(tǒng)中的所有傳感器均與數(shù)據(jù)采集卡(2)電連接，數(shù)據(jù)采集卡(2)、PID控制器(3)、伺服放大器(4)和電液伺服閥(6)的電磁鐵電之間均為電連接。本實(shí)用新型具有既能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場原型試驗(yàn)，又能主動(dòng)控制試驗(yàn)條件的特點(diǎn)。
文檔編號G01N3/36GK202486004SQ20122008249
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者萬園, 余飛, 傅連東, 姜領(lǐng)發(fā), 曾良才, 毛季, 湛從昌, 秦尚林, 許錫昌, 鄭飛龍, 陳善雄, 陳新元, 陳昶龍, 雷斌 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所, 武漢科技大學(xué)