气动自激力测试装置

摘要

本发明涉及一种气动自激力测试装置。端板设有两个并分别用于设在桥梁模型的相对两侧；至少一个端板上设有测量机构，测量机构包括第一测量组件和第二测量组件，第一测量组件用于测量桥梁模型的位移数据，第二测量组件用于测量桥梁模型的力数据；支撑机构用于支撑端板，以使桥梁模型能够进行自由活动。当对上述气动自激力测试装置施加模拟风力时，根据牛顿第二定律以及桥梁模型的运动平衡关系，基于位移数据以及力数据计算并得到桥梁模型的气动自激力；相对传统的气动自激力测试方法，上述气动自激力测试装置不需要通过位移数据反推气动自激力，而是通过测量出的力数据与位移数据直接高效地计算气动自激力，减少了反推计算过程中的误差。

权利要求

1.一种气动自激力测试装置，其特征在于，包括：

端板，所述端板设有两个并分别用于设在桥梁模型的相对两侧；

测量机构，至少一个所述端板上设有所述测量机构，所述测量机构包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件用于测量所述桥梁模型的位移数据，所述第二测量组件用于测量所述桥梁模型的力数据，所述测量机构包括固定框，所述固定框设有两个并与所述端板一一对应，所述固定框位于所述端板的远离所述桥梁模型的一侧，两个所述固定框上均设有所述第一测量组件和所述第二测量组件，所述固定框包括内框和外框，所述内框的至少一部分位于所述外框内，以使所述内框和所述外框之间形成间隙，所述内框与所述端板连接；

支撑机构，所述支撑机构用于支撑所述端板，以使所述桥梁模型能够进行自由活动，所述外框与所述支撑机构连接，所述第一测量组件设在所述内框的远离所述桥梁模型的一侧，所述第二测量组件位于所述内框和所述外框之间的间隙内并抵压所述内框与所述外框。

2.根据权利要求1所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述端板设有两个并分别为第一端板和第二端板，所述第一端板设于所述桥梁模型的一端，所述第二端板设于所述桥梁模型的另一端，所述第一端板设有所述第一测量组件和所述第二测量组件，所述第二端板设有所述第一测量组件和所述第二测量组件。

3.根据权利要求1所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述端板的宽度与所述桥梁模型的宽度之比大于1.4；或，所述端板的宽度与所述桥梁模型的宽度等于1.4。

4.根据权利要求1所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述端板和所述内框中的一者设有凸起部，所述端板和所述内框中的另一者设有凹槽部，所述凹槽部与所述凸起部限位配合。

5.根据权利要求1所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述支撑机构包括至少两个弹性件，所述弹性件的一端连接所述外框，所述弹性件的另一端连接风洞壁面。

6.根据权利要求1所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述第一测量组件包括测位计，所述测位计设有至少两个并间隔设在所述内框上；

所述位移数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的线位移，所述测位计用于测量所述线位移；和/或，所述位移数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的角位移，所述测位计用于测量所述角位移。

7.根据权利要求1所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述第二测量组件包括测力计，所述测力计设有至少两个，所有的所述测力计间隔设置并环绕在所述内框的外周；

所述力数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的扭矩，所述测力计用于测量所述扭矩；和/或，所述力数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的接触力，所述测力计用于测量所述接触力。

8.根据权利要求7所述的气动自激力测试装置，其特征在于，两个所述固定框分别为第一固定框和第二固定框，所述第一固定框所对应的所有所述测力计所测得的数据用于合成第一数据，所述第二固定框所对应的所有所述测力计所测得的数据用于合成第二数据，基于所述第一数据和所述第二数据合成所述力数据。

9.根据权利要求1‑8任一项所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述测量机构还包括数据处理器，所述数据处理器电性连接所述第一测量组件和所述第二测量组件。

10.根据权利要求9所述的气动自激力测试装置，其特征在于，所述数据处理器基于以下公式计算所述桥梁模型的气动自激力：fse＝ftotal‑finertial；

其中，fse为所述桥梁模型的气动自激力；ftotal为所述力数据；finertial为所述桥梁模型的惯性力；Mmodel为所述桥梁模型的质量； 为所述桥梁模型的加速度数据，所述加速度数据 通过所述位移数据和所述力数据计算得到。

说明书

气动自激力测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及风洞试验装置技术领域，特别是涉及一种气动自激力测试装置。

背景技术

[0002] 桥梁主梁断面所受的风荷载通常分为静风荷载、抖振力、自激力、涡脱力等，当桥梁发生强烈的风致振动时，会导致桥梁坍塌，造成灾难性后果，因此，桥梁的风致振动成为
了桥梁建造过程中需要克服的重要问题，桥梁的气动自激力是造成桥梁震颤的主要原因之
一。

[0003] 传统技术中，测试桥梁气动自激力的方法大都采用自由振动测力法，然而自由振动测力法需通过测量桥梁节段模型的位移来反推气动自激力，不仅过程繁琐，而且在反推
计算的过程中会产生较大误差，导致计算结果的参考价值较低，数据精确性较差。

发明内容

[0004] 基于此，有必要针对测量气动自激力过程繁琐，误差较大的问题，提供一种气动自激力测试装置，该装置能够直接高效地测量气动自激力，且测量结果误差小。

[0005] 其技术方案如下：

[0006] 一种气动自激力测试装置，包括：

[0007] 端板，所述端板设有两个并分别用于设在桥梁模型的相对两侧；

[0008] 测量机构，至少一个所述端板上设有所述测量机构，所述测量机构包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件用于测量所述桥梁模型的位移数据，所述第二测
量组件用于测量所述桥梁模型的力数据；

[0009] 支撑机构，所述支撑机构用于支撑所述端板，以使所述桥梁模型能够进行自由活动。

[0010] 当对上述气动自激力测试装置施加模拟风力使其处于模拟工况时，支撑机构模拟真实桥梁的刚度与阻尼，端板用于保证桥梁模型在模拟工况下的二元流动性，第一测量组
件测量桥梁模型在模拟工况下的位移数据，第二测量组件测量桥梁模型在模拟工况下的力
数据，根据牛顿第二定律以及桥梁模型的运动平衡关系，基于位移数据以及力数据计算并
得到桥梁模型的气动自激力；相对传统的气动自激力测试装置，上述气动自激力测试装置
不需要通过位移数据反推气动自激力，而是通过测量出的力数据与位移数据直接计算气动
自激力，减少了反推计算过程中的误差，计算更加高效。

[0011] 下面进一步对技术方案进行说明：

[0012] 在其中一个实施例中，所述测量机构包括固定框，所述固定框设有两个并与所述端板一一对应，所述固定框位于所述端板的远离所述桥梁模型的一侧，两个所述固定框上
均设有所述第一测量组件和所述第二测量组件。

[0013] 如此设置，能够获得多组数据，减少误差，提高数据精确度。

[0014] 在其中一个实施例中，所述固定框包括内框和外框，所述内框的至少一部分位于所述外框内，以使所述内框和所述外框之间形成间隙，所述内框与所述端板连接，所述外框
与所述支撑机构连接，所述第一测量组件设在所述内框的远离所述桥梁模型的一侧，所述
第二测量组件位于所述内框和所述外框之间的间隙内并抵压所述内框与所述外框。

[0015] 由于桥梁模型与端板连接，端板与内框连接，第一测量组件设于内框上，当气动自激力测试装置处于模拟工况时，桥梁模型发生振动并带动端板振动，端板带动内框振动，内
框发生振动，从而带动第一测量组件产生位移，即测得了桥梁模型的位移数据；内框因振动
而挤压第二测量组件，从而将桥梁模型的力通过端板传递到内框，内框再传递到第二测量
组件上，得到桥梁模型处于模拟工况下的力数据。

[0016] 如此设置，能够在不影响装置的紧凑结构的前提下测得桥梁模型的位移数据和力数据。

[0017] 在其中一个实施例中，所述端板和所述内框中的一者设有凸起部，另一者设有凹槽部，所述凹槽部与所述凸起部限位配合。

[0018] 通过设置凸起部和凹槽部，以便于内框和端板的连接，提高气动自激力测试装置的组装效率。

[0019] 在其中一个实施例中，所述支撑机构包括至少两个弹性件，所述弹性件的一端连接所述外框，所述弹性件的另一端连接风洞壁面。

[0020] 利用弹性件连接外框与风洞壁面，使气动自激力测试装置整体悬挂于风洞试验区域，弹性件的弹性作用能使其自身发生弹性形变，进而带动桥梁模型进行浮动，使装置模拟
真实桥梁的刚度和阻尼的效果更好。

[0021] 在其中一个实施例中，所述第一测量组件包括测位计，所述测位计设有至少两个并间隔设在所述内框上；

[0022] 所述位移数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的线位移，所述测位计用于测量所述线位移；和/或，

[0023] 所述位移数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的角位移，所述测位计用于测量所述角位移。

[0024] 当桥梁模型处于模拟工况时，通过将至少两个测位计间隔设置于内框上，测位计所测得的位移数据放大了桥梁模型的位移数据，测量得到的数据越大，测量过程中产生的
误差对数据的影响越小，进而减小了位移数据的统计误差。

[0025] 在其中一个实施例中，所述第二测量组件包括测力计，所述测力计设有至少两个，所有的所述测力计间隔设置并环绕在所述内框的外周；

[0026] 所述力数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的扭矩，所述测力计用于测量所述扭矩；和/或，

[0027] 所述力数据包括所述桥梁模型在模拟工况下产生的接触力，所述测力计用于测量所述接触力。

[0028] 通过设置至少两个测力计，得到桥梁模型在模拟工况时产生的扭矩和/或接触力，并基于所测得的扭矩和/或接触力结合位移数据，计算处理得到的桥梁模型的气动自激力
更加精确可靠。

[0029] 在其中一个实施例中，两个所述固定框分别为第一固定框和第二固定框，所述第一固定框所对应的所有所述测力计所测得的数据用于合成第一数据，所述第二固定框所对
应的所有所述测力计所测得的数据用于合成第二数据，基于所述第一数据和所述第二数据
合成所述力数据。

[0030] 利用第一数据和第二数据来合成力数据，能够减少数据误差，提高桥梁模型在模拟工况下的力数据的精确度。

[0031] 在其中一个实施例中，所述测量机构还包括数据处理器，所述数据处理器电性连接所述第一测量组件和所述第二测量组件。

[0032] 通过数据处理器电性连接第一测量组件和第二测量组件，能够方便快捷地获取桥梁模型在模拟工况时第一测量组件测得的位移数据和第二测量组件测得的力数据。

[0033] 在其中一个实施例中，所述数据处理器基于以下公式计算所述桥梁模型的气动自激力：

[0034] fse＝ftotal‑finertial；

[0035]

[0036] 其中，fse为所述桥梁模型的气动自激力；ftotal为所述力数据；finertial为所述桥梁模型的惯性力；Mmodel为所述桥梁模型的质量； 为所述桥梁模型的加速度数据，所述
加速度数据 通过所述位移数据和所述力数据计算得到。

[0037] 通过数据处理模块对所测得的力数据与位移数据进行计算，能够快速准确地得到桥梁模型在模拟工况时的气动自激力。

附图说明

[0038] 图1为本发明的一个实施例中的气动自激力测试装置主视图；

[0039] 图2为图1中A‑A截面示意图；

[0040] 图3为图1中B‑B截面示意图；

[0041] 图4为第一端板、第一凸起部、第一固定框、测位计、测力计以及弹性件的装配图。

[0042] 100、桥梁模型；210、第一端板；211、第一凸起部；220、第二端板；221、第二凸起部；310、第一固定框；311、第一内框；312、第一外框；320、第二固定框；321、第二内框；322、第二
外框；330、测位计；340、测力计；400、弹性件。

具体实施方式

[0043] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发
明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0044] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0045] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0046] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0047] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0048] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平
的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。

[0049] 请参阅图1和图2，本发明一实施例提供了一种气动自激力测试装置，包括桥梁模型100；端板设有两个并分别设在桥梁模型100的相对两侧；至少一个端板上设有测量机构，
测量机构包括第一测量组件和第二测量组件，第一测量组件用于测量桥梁模型100的位移
数据，第二测量组件用于测量桥梁模型100的力数据；支撑机构用于支撑端板，以使桥梁模
型100能够进行自由活动。

[0050] 当对上述气动自激力测试装置施加模拟风力使其处于模拟工况时，支撑机构模拟真实桥梁的刚度与阻尼，端板用于保证桥梁模型100在模拟工况下的二元流动性，以避免桥
梁模型100的两端的三维绕流对试验的不利影响，以此形成扭转振动体系；第一测量组件测
量桥梁模型100在模拟工况下的位移数据，第二测量组件测量桥梁模型100在模拟工况下的
力数据，根据牛顿第二定律以及桥梁模型100的运动平衡关系，基于位移数据以及力数据计
算并得到桥梁模型100的气动自激力；相对传统的气动自激力测试装置，上述气动自激力测
试装置不需要通过位移数据反推气动自激力，而是通过测量出的力数据与位移数据直接高
效地计算气动自激力，减少了反推计算过程中的误差，以此得到的气动自激力用于颤振导
数的识别。

[0051] 在一个实施例中，桥梁模型100的长度与桥梁模型100的宽度之比为2‑4，以保证模拟工况下的三分力系数的稳定性和可靠性，同时使桥梁模型100具有更好的展向相关性。

[0052] 具体地，桥梁模型100的长度与桥梁模型100的宽度之比为3。

[0053] 在一个实施例中，端板的宽度与桥梁模型宽度之比大于1.4或等于1.4，以使桥梁模型100在模拟工况下更好地实现二元流动性。

[0054] 如图1和图2所示，端板设有两个并分别为第一端板210和第二端板220。在图1所示的视角下，第一端板210设于桥梁模型100的左端，第二端板220设于桥梁模型100的右端，第
一端板210和第二端板220都设有第一测量组件和第二测量组件。

[0055] 在一个实施例中，请参阅图1和图2，测量机构包括固定框，固定框设有两个并与端板一一对应，固定框位于端板远离桥梁模型100的一侧，两个所述固定框上均设有所述第一
测量组件和所述第二测量组件。

[0056] 如图1和图2所示，固定框设有两个并分别为第一固定框310和第二固定框320。在图1所示的视角下，第一固定框310位于第一端板210远离桥梁模型100的一侧，即第一端板
210的左侧，第二固定框320位于第二端板220远离桥梁模型100的一侧，即第二端板的右侧；
第一固定框310和第二固定框320上都设有第一测量组件和第二测量组件。

[0057] 如此设置，能够获得多组桥梁模型100在模拟工况下的力数据和位移数据，以减少数据误差，提高数据精确度。

[0058] 在一个实施例中，第一固定框310和第二固定框320采用不锈钢等刚度大的材料制成，使第一固定框310和第二固定框320更加耐用，以延长第一固定框310和第二固定框320
的使用寿命。

[0059] 在一个实施例中，以图2所在的视角为例，第一固定框310的长度为竖直方向的长度，桥梁模型100的宽度的为竖直方向上的宽度；第一固定框310的长度为桥梁模型100的宽
度的3倍‑4倍。

[0060] 在一个实施例中，请参阅图1‑图3，固定框包括内框和外框，内框的至少一部分位于外框内，以使内框和外框之间形成间隙；内框与端板连接，外框与支撑机构连接，第一测
量组件设在内框远离桥梁模型100的一侧；第二测量组件位于内框和外框之间的间隙内并
抵压内框与外框。

[0061] 由于桥梁模型100与端板连接，端板与内框连接，第一测量组件设于内框上，当气动自激力测试装置处于模拟工况时，桥梁模型100发生振动并带动端板振动，端板带动内框
振动，内框发生振动，从而带动第一测量组件产生位移，即测得了桥梁模型100的位移数据；
内框因振动而挤压第二测量组件，从而将桥梁模型100的力通过端板传递到内框，内框再传
递到第二测量组件上，得到桥梁模型100处于模拟工况下的力数据；如此，能够在不影响装
置的紧凑结构的前提下测得桥梁模型100的位移数据和力数据。

[0062] 如图1‑图3所示，第一固定框310和第二固定框320的结构相同，且第一固定框310和第一端板210的连接结构与第二固定框320和第二端板220的连接结构相同，因此，以第一
固定框310与第一端板210的连接结构为例进行说明，如图3所示：第一固定框310包括第一
内框311和第一外框312，第一外框312为封闭的环形框，并设置在第一内框311的外周；第一
内框311与第一端板210连接，第一外框312与支撑机构连接。第二固定框320的连接结构与
第一固定框310相同，这里不再赘述。

[0063] 在一个实施例中，第一端板210和第一内框311的连接方式为卡扣连接或其他可拆卸连接方式，以便于拆卸。

[0064] 在一个实施例中，第一内框311和第一外框312都为矩形，以此形成“回”字型的第一固定框310。

[0065] 在一个实施例中，请参阅图1、图2和图4，可选地，端板和内框中的一者设有凸起部，另一者设有凹槽部，凹槽部与凸起部限位配合。

[0066] 通过设置凸起部和凹槽部，以便于内框和端板的连接，提高气动自激力测试装置的组装效率。

[0067] 可选地，凸起部设在端板上，凹槽部设在内框上。

[0068] 在一个实施例中，凸起部为圆柱体或长方体，凹槽部的内部形状与凸起部相匹配，以实现凸起部和凹槽部的插接配合。

[0069] 如图1、图2和图4所示，凸起部设有两个并分别为第一凸起部211和第二凸起部221，第一凸起部211设于第一端板210上，第二凸起部221设于第二端板220上，凹槽部设有
两个(图中未示出凹槽部)并分别为第一凹槽部和第二凹槽部，第一凹槽部设于第一内框
311，第二凹槽部设于第二内框321，在组装时，将第一凸起部211插入第一凹槽部，第二凸起
部221插入第二凹槽部，以实现内框与端板的安装。

[0070] 在一个实施例中，请参阅图1和图3，支撑机构包括至少两个弹性件400，弹性件400的一端连接外框，另一端连接风洞壁面(图中未示出风洞壁面)，利用弹性件400连接外框与
风洞壁面。

[0071] 通过设置弹性件400，使气动自激力测试装置整体悬挂于风洞试验区域，弹性件400的弹性作用能使其自身发生弹性形变，进而带动桥梁模型100进行浮动，使装置模拟真
实桥梁的刚度和阻尼的效果更好。

[0072] 如图1、图3和图4所示，与第一固定框对应连接的弹性件400设有四个并分别为第一弹性件、第二弹性件、第三弹性件以及第四弹性件；如图3所示，第一弹性件、第二弹性件、
第三弹性件以及第四弹性件用于支撑第一外框312，第一弹性件和第二弹性件分别设于第
一外框312的上平面的两端，第三弹性件和第四弹性件分别设于第一外框312的下平面的两
端；如图1所示，用于支撑第二外框322的弹性件400也设有四个并与上述设置方式相同，这
里不再赘述。

[0073] 在一个实施例中，弹性件400的两端分别设有第一连接件和第二连接件，第一连接件用于使弹性件400和风洞壁面连接，第二连接件用于使弹性件400与外框连接。

[0074] 可选地，第一连接件和第二连接件均可以是挂钩或卡扣，以便于安装。

[0075] 具体地，弹性件400为弹簧，弹簧具备成本低、弹性好等优点。

[0076] 在本发明的描述中，为了便于理解，图2和图3均示出了测位计330和测力计340。

[0077] 在一个实施例中，请参阅图1‑图4，第一测量组件包括测位计330，测位计330设有至少两个并间隔设在内框上。

[0078] 可选地，位移数据包括桥梁模型100在模拟工况下产生的线位移，测位计330用于测量线位移。

[0079] 可选地，位移数据包括桥梁模型100在模拟工况下产生的角位移，测位计330用于测量角位移。

[0080] 可选地，位移数据包括桥梁模型100在模拟工况下产生的线位移和角位移，测位计330用于测量线位移和角位移。

[0081] 如图1‑图4所示，气动自激力测试装置共设有四个测位计330，其中的两个测位计330间隔设置于第一内框311远离第一端板210的一侧，另外两个测位计330间隔设置于第二
内框321远离第二端板220的一侧；如此设置，当气动自激力测试装置处于模拟工况下时，测
位计330所测得的线位移和角位移放大了桥梁模型100的线位移和角位移，测量得到的位移
数据越大，测量过程中产生的误差对位移数据的影响越小，进而减小了位移数据的统计误
差。

[0082] 请参阅图1‑图4，第二测量组件包括测力计340，测力计340设有至少两个，所有的测力计340间隔设置并环绕在内框的外周。

[0083] 可选地，力数据包括桥梁模型100在模拟工况下产生的扭矩，测力计340用于测量扭矩。

[0084] 可选地，力数据包括桥梁模型100在模拟工况下产生的接触力，测力计340用于测量接触力。

[0085] 可选地，力数据包括桥梁模型100在模拟工况下产生的接触力和扭矩，测力计340用于测量接触力和扭矩。

[0086] 桥梁模型100处于模拟工况时产生振动，带动端板振动，端板又带动内框振动，内框因振动而挤压测力计340，从而将桥梁模型100的力通过端板传递到内框，内框再传递到
测力计340上，得到桥梁模型100处于模拟工况下的力数据；基于所测得力数据，结合位移数
据，计算处理得到的桥梁模型100的气动自激力更加精确可靠。

[0087] 在一个实施例中，第一固定框310所对应的所有测力计340所测得的数据用于合成第一数据，第二固定框320所对应的所有测力计340所测得的数据用于合成第二数据，基于
第一数据和第二数据合成力数据。

[0088] 在图1‑图4的实施例中，第一固定框310与第二固定框320的结构相同，第一固定框310和第二固定框320分别都设有四个测力计340；以第一固定框310为例进行说明：第一固
定框310上设有四个测力计340，包括第一测力计、第二测力计、第三测力计以及第四测力
计，第一测力计和第三测力计上下对应，第二测力计和第四测力计上下对应，四个测力计
340分别测得四个数据，将测得的四个数据进行计算处理得到第一数据，第二固定框320所
对应的四个测力计340所测得的四个数据也进行计算处理得到第二数据，利用第一数据和
第二数据计算得到桥梁模型100处于模拟工况下的力数据，并结合位移数据，计算得到桥梁
模型100的气动自激力。

[0089] 在一个实施例中，测力计340包括轴力计，测位计330包括位移计；第一固定框310与第二固定框320的结构相同，第一固定框310和第二固定框320分别都设有四个轴力计；第
一内框311和第二内框312的结构相同，第一内框311和第二内框312分别都设有两个位移
计；以第一固定框310和第一内框311为例进行说明：第一固定框310上设有四个轴力计，包
括第一轴力计、第二轴力计、第三轴力计以及第四轴力计，第一轴力计和第三轴力计上下对
应，第二轴力计和第四轴力计上下对应，四个轴力计分别测得四个数据，将测得的四个数据
进行计算得到第一力数据，同样地，第二固定框320所对应的四个轴力计所测得的四个数据
也进行计算得到第二力数据，将第一力数据和第二力数据根据预设算法计算得到桥梁模型
100处于模拟工况下的力数据；第一内框311上设有两个位移计，包括第一位移计以及第二
位移计，第一位移计和第二位移计间隔设在第一内框311的远离桥梁模型100的一侧，以此
测得第一位移数据，同样地，第二内框312所对应的两个位移计测得第二位移数据，将第一
位移数据和第二位移数据根据预设算法计算得到桥梁模型100处于模拟工况下的位移数
据，该位移数据放大了桥梁模型100的位移数据，测量得到的数据越大，测量过程中产生的
误差对数据的影响越小，进而减小了位移数据的统计误差；将位移数据和力数据根据预设
算法计算，得到桥梁模型100的气动自激力。

[0090] 在一个实施例中，测量机构还包括数据处理器(图中未示出数据处理器)，数据处理器电性连接第一测量组件和第二测量组件。

[0091] 通过数据处理器电性连接第一测量组件和第二测量组件，能够方便快捷地获取桥梁模型100在模拟工况时第一测量组件测得的位移数据和第二测量组件测得的力数据。

[0092] 在一个实施例中，数据处理器基于以下公式计算桥梁模型100的气动自激力：

[0093] fse＝ftotal‑finertial；

[0094]

[0095] 其中，fse为桥梁模型100的气动自激力；ftotal为力数据；finertial为桥梁模型100的惯性力；Mmodel为桥梁模型100的质量； 为桥梁模型100的加速度数据，加速度数据
利用位移数据和力数据通过二阶差分等方式计算得到。

[0096] 通过数据处理模块对所测得的力数据与位移数据进行计算，能够快速准确地得到桥梁模型100在模拟工况时的气动自激力。

[0097] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0098] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。