钢框架混合试验系统研究
[Abstract]:There are generally two methods for seismic evaluation of structural systems: experimental method and numerical model method. The test method can reflect the response of the structure under earthquake action most truthfully, however, the test is often limited by the ability of the test equipment and the fund problem. Numerical models are often limited to solving specific types of problems and in most cases cannot capture complex mechanical behaviors or failure modes. With the development of hybrid test technology, the above problems are solved to a certain extent. The mixed test divides the whole structure into numerical substructure and experimental substructure. The attraction of this experimental technique is that different models are used for different parts to represent the whole structural system. Therefore, the mixed test provides an effective and economical method for seismic assessment. The improvement of test methods often requires higher performance of test equipment. Compared with hydraulic servo system, AC servo system has the advantages of short production period, high production efficiency, high precision, small volume and high performance. Ac servo motor can obtain very high position control at low cost. The main task of this paper is to build a complete electric fatigue machine system based on servo motor, and on the basis of this, the mixed test research is preliminarily completed. The research work of this paper includes: (1) A set of electric fatigue machine system is set up, and it is analyzed, researched and designed from two aspects: hardware and software of electric fatigue machine system. A complete test system of electric fatigue machine includes controller, actuator and sensor. The controller of the electric fatigue testing machine is designed in this paper. The controller is STM32F103 chip, the actuator is servo motor, and the servo motor is rotated into translational motion by conversion device. The sensor is mainly force sensor. The electric fatigue machine developed in this paper has the advantages of small volume, high precision and convenient operation. (2) A set of upper computer software program is compiled with MATLAB software. The upper computer software program includes the numerical calculation in the mixed test and the data communication between the computer and the electric fatigue machine system. The numerical calculation includes the establishment of the numerical substructure model and the numerical integration algorithm. The data communication between the computer and the hardware system is mainly to transmit the displacement instruction and receive the force data collected by the sensor. The main reason why the upper computer software is written by MATLAB is that MATLAB software has the following advantages over other software: MATLAB is easy to connect with the existing hardware equipment in the laboratory, and the instrument toolbox of MATLAB ensures its connection with the hardware equipment. And the connection mode is simple and stable; Efficient numerical and symbolic computing functions, developers can easily deal with all kinds of complex mathematical analysis, save a lot of time; Complete graphics processing, developers can achieve the results of calculation and programming visualization, The programming process and the result processing are more intuitionistic. (3) the data communication between the upper computer software MATLAB and the lower computer single chip computer is realized by serial port communication. In order to make the displacement instructions sent and the force sensor data received independent, Do not interfere with each other, Two different serial ports are used to send displacement instructions and receive the data collected by the sensor. (4) the mixed test of the two-story steel frame with spring support under three different load conditions is completed on the basis of the built electric fatigue machine. The feasibility and applicability of the whole system are verified. The innovation of this paper is to build a set of electric fatigue machine system based on servo motor, and on this basis, complete the mixed test of two-layer steel frame with spring support.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU391
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,本文编号:2320706
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