结构动力特性测试方法及原理
结构动力特性测试

T
n周
T= t / n
二:强迫振动法
' — —
1.激振方法:可变周期(变频)振动荷载、离心电机、电磁激励荷载 (荷载幅值不变) 2.测试方法:测量记录下结振幅——频率关系 A
振幅
ω1
ω2
ω3 ω4
ω
7.2.2 结构阻尼的测量
△
阻尼来源:结构内部、外部、支座 阻尼对振动影响: 共振时 1 抗震中:大好 p=ql 隔振中:小好
4. 检测方法 自由激振法
人工激振法
强迫激振法 环境随机振动法
7.2 人工激振法测量结构动力特性 7.2.1 人工激振测量自振频率
一:自由振动法 1.激振方法:人工施加初位移、初速度、突加荷 2.测试方法:测量记录下结构振幅(加速度或速度)—— 时间关系
A
振幅(位移、速度、加速度)
t 时间
Hale Waihona Puke TTt第七章 结构动力特性试验
7.1 概述 1.动力特性参数(或模态参数) 自振频率(周期)、阻尼参数、振型 是结构固有特性与外荷载无关 2.要求:动力试验的基本内容 结构动力计算和试验所必需的基本参数 3.作用:(1)抗震设计中 地震作用力大小—结构自振周期 动力计算模型——结构动力特性 (2)防共振、隔振、减振 (3)检测、诊断结构健康状态
xn+2 xn+k
1 xn λ =2 ln x n+k k
1 μ (θ )
p
百分表
c
p
ql/2 ql/2
拉
介绍:主要方法、振型的概念
7.2.3 振型测量
l/4 l/2 l/4
m
1
1
0.5
0.3
单自由度
3结构动载试验

3.4.4 结构疲劳试验
一、疲劳试验的目的和内容
疲劳试验机由控制系统(脉动负荷的上下限、脉动频率和 疲劳次数的设定与控制)、液压脉动器(产生正弦脉动油 压)和液压脉动加载器(施加脉动负荷)三部分组成。目 前国内一般情况下只能做单向(拉或压)应力疲劳试验, 如附有蓄力器系统,还可以进行拉压交变应力的疲劳试验。
结构疲劳试验机
结构疲劳试验机脉动器原理
炸药量和离距爆心的距离:按要求模拟的地震烈 度,考虑实际场地条件的特点,由要求的地面质 点运动的最大速度,确定炸药量和爆心至试验结 构的距离。一般来说,要使人工爆炸接近于天然 地震波,要求炸药量大,试验对象离爆心距离远。
3、人激振加载
利用人在结构物上的有规律的活动,即人的身体 作与结构自振周期同步的前后运动,使其产生足 够大的惯性力,对结构激振加载。适合于自振频 率比较低的大型结构。例如:利用这种方法曾在 一座15层的钢筋混凝土建筑上取得了振动记录。
两个频率相差两倍的简谐 振源引起的合成振动图形
三个简谐振源引起的复杂 的合成振动波形
拍振:当两个频率接近的简谐 振源共同作用时,将会引起拍振
随机振动波形
2、频率分析:根据结构强迫振动的频率和作用力的 频率相同的原则来确定主振源。对于简谐振动可以 直接在振动记录图上量出振动频率,而对于复杂的 合成振动则需将振动信号进行频谱分析(FFT变 换),幅值最大的频率就是主振源的频率。
地 震 模 拟 振 动 台 组 成
三向地震模拟振动台
五、其他加载方法
1、反冲激振器加载(火箭激振) 它适用于现场结构试验,但小冲量的也可用于实验室。目
前使用的反冲激振器的反冲力为 0.1~0.8 kN 和1~8kN。
2、人工爆炸加载--人工地震
工程结构实验与检测第3章 结构动力试验

使用时要定期标定。 压电式加速度计原理
四、测振配套仪器
1、放大器 微积分放大器:与位移、速度传感器相配。 电荷放大器:与压电式拾振器相配。 2、动态电阻应变仪 主要用于测动应变,还可以测位移、速度、 加速度、振幅等参数的变化过程。 3、记录仪器
常用的有数据采集仪。
5、仪器配套
磁电式 拾振器
微积分 放大器
其特点是运动具有周期性,作用的 大小和频率按一定规律变化,使结构产 生强迫振动。
离心力加载 :机械式激振器
机械式激振器
使一对偏心块按相反方向运转,便由离心力产 生一定方向的加振力。改变质量或调整带动偏心质 量运转的电机的转速,可调整激振力的大小。
使用时将激振器底座固定在被测结构物上, 由底座把激振力传递给结构,致使结构受到简谐变 化激励作用。
2 1 2
1 2
振型:用共振法测建筑物振型
3、脉动法
脉动法:是通过测量建筑物由于外界环境脉 动(如地面脉动、气流脉动等)而产生的微幅振 动,来确定建筑物的动力特性。
脉动记录的分析方法有:主谐量法;频谱分析法。 主谐量法:脉动信号的主要成分是基频谐量,
在脉动记录里常常出现酷似“拍”的现象,在波形 光滑之处“拍”的现象最显著,振幅最大。凡有这 种现象之处,振动周期大多相同。这一周期往往即 是结构的基本周期。
时间标志
2i c2h2i
c1, c2 正负应变的标定常数
动应变频率: f
L0 L
f0
二、动位移测定
要全面了 解结构在动力 荷载作用下的 振动状态,可 以设置多个测 点进行动态变 位测量,以作 出振动变位图。
注意:振动变位与振型的区别。
三、动力系数测定
结构动力系数定义为:在移动荷载作用下,结构 的动挠度和静挠度的比值。
机械结构动力学性能测试与验证

机械结构动力学性能测试与验证机械结构的动力学性能是评估其稳定性和可靠性的重要指标。
对机械结构的动力学性能进行测试与验证,可以帮助我们了解其振动特性、动态响应以及抗震能力等关键参数。
本篇文章将围绕机械结构动力学性能测试与验证展开讨论。
一、动力学性能测试方法机械结构的动力学性能测试方法多种多样,常见的有模态测试、频率响应测试和振动台试验等。
1. 模态测试:模态测试主要是通过激励机械结构,在不同频率下测量其振型和固有频率。
这个测试方法可以帮助我们了解机械结构的主要振动模态,从而为后续的动态响应分析提供依据。
2. 频率响应测试:频率响应测试是通过施加一个或多个激励信号,测量机械结构的相应输出信号,从而得到结构在不同频率下的传递函数。
这个测试方法能够揭示机械结构在不同频率下的传递特性,为结构设计和分析提供重要依据。
3. 振动台试验:振动台试验是将机械结构固定在振动台上,通过振动台的激励来模拟不同频率和幅值的振动环境。
这个测试方法可以模拟真实的振动载荷,评估机械结构在振动环境下的稳定性和可靠性。
二、动力学性能验证手段机械结构的动力学性能验证可以通过计算分析和试验验证两种手段进行。
1. 计算分析:计算分析是基于有限元分析方法,采用数学模型对机械结构进行模拟。
通过建立合理的模型,进行动力学分析,可以预测机械结构的振动特性和动态响应等参数。
这种手段可以节省资源成本,提前评估机械结构的性能。
2. 试验验证:试验验证是通过实际测试来验证机械结构的动力学性能。
通过上述提到的测试方法,可以获取真实的动力学性能数据,与计算结果进行对比,进一步验证模型的准确性和可靠性。
试验验证结果可以帮助我们优化设计方案,提高机械结构的性能。
三、动力学性能测试与验证在工程中的应用动力学性能测试与验证在工程中发挥着重要的作用。
1. 优化设计:通过动力学性能测试和验证,我们可以了解机械结构的振动模态、频率响应和传递特性等参数。
这些数据可以帮助我们优化设计方案,改善机械结构的性能。
结构动力实验报告

结构动力实验报告结构动力实验报告一、引言结构动力学是研究结构在外力作用下的振动特性和响应规律的学科。
通过实验研究结构的动力响应,可以了解结构的固有频率、振型、阻尼特性等重要参数,为结构设计和抗震设计提供依据。
本实验旨在通过一系列测试,探索结构的动力响应特性。
二、实验目的1. 测定结构的固有频率和振型。
2. 分析结构在不同外力激励下的动力响应特性。
3. 探究结构的阻尼特性。
三、实验装置与方法1. 实验装置:使用一台振动台和一根悬臂梁作为实验结构。
2. 实验方法:a. 测定固有频率和振型:在不同频率下,通过改变振动台的频率控制结构的激励频率,使用加速度传感器测定结构的振动响应,并记录下振动台的频率。
b. 测定动力响应特性:通过改变振动台的振幅,分析结构在不同外力激励下的振动响应,并记录下响应的幅值和相位。
c. 测定阻尼特性:在结构上添加不同阻尼装置,测定结构在不同阻尼条件下的振动响应,并记录下响应的幅值和相位。
四、实验结果与分析1. 测定固有频率和振型:根据实验数据,绘制结构的频率-振型曲线,确定结构的固有频率和振型。
分析不同频率下的振动响应,可以推测结构的模态分布情况。
2. 分析动力响应特性:对于不同外力激励下的振动响应,绘制振动幅值和相位的频率响应曲线,分析结构的频率响应特性,如共振频率、共振幅值等。
通过对比不同外力激励下的响应曲线,可以研究结构的非线性特性和耦合效应。
3. 探究阻尼特性:通过添加不同阻尼装置,测定结构在不同阻尼条件下的振动响应。
分析阻尼对结构响应的影响,可以评估结构的耗能能力和抗震性能。
五、实验结论1. 结构的固有频率和振型是结构动力学研究的重要参数,通过实验测定可以了解结构的模态分布情况。
2. 结构的动力响应特性与外力激励频率和振幅密切相关,通过分析响应曲线可以评估结构的共振情况和非线性特性。
3. 阻尼对结构的动力响应有重要影响,适当的阻尼装置可以提高结构的耗能能力和抗震性能。
试验模态分析

讲座
主讲人
殷祥超
中国矿业大学
力学教研室
结构动力分析与测试方法
动力学系统:
输入----系统----输出
结构动力特性:
固有频率、阻尼、振型、加速度、速度、 位移、动应力、载荷。
一、结构动力分析的基本方法
• 理论分析:(有限元法)
已知结构、载荷计算系统特性和响应。 – 结构模态分析(固有振型、固有频率) – 动力响应分析(位移、应力)
• 时间历程分析 (振型叠加法、直接积分法) • 响应谱分析(模态响应、模态应力) • 频率响应分析 • 随机振动分析
•试验分析:
试验模态分析----参数识别技术
(频域法、时域法,实模态、复模态)。
•时域法-----数学模型,时间序列法、最小二乘复指数 法、随机减量法。
FFT
传递函数估计
参数识别
时域信号
系统输入激励{F}和输出响应{X}的关系为: X H F
在 p 点激励、l 点响应:
H lp
Xl Fp
n i 1
ki
li pi 2mi
j ci
在 l 点激励、 p 点响应:
H pl
Xp Fl
n
pili
i1 ki 2mi jci
H lp ( )
n i 1
1
i
Dlp 2
在 p 点激励、l 点响应:
H lp
Xl Fp
n i 1
ki
li pi 2mi
j ci
n
H lp ( )
Dlp
2
i 1
1
i
2
jci
i
n
H lp ( ) H lpi ( ) i 1
土木工程结构动载试验祥解

定义: 工程结构的动力特性又称结构的自振特性,是反映
结构本身所固有的动态参数,主要包括结构的自振频率, 阻尼系数和振型等一些基本参数。
方法: 结构动力性能试验的激振方法主要有人工激振法和
环境随机激振法。人工激振法又可分为自由振动法和强 迫振动法
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人工激振法
(2)疲劳试验的应变测量
一般采用电阻应变片测量动应变,测点布置依试验具体要求而定。
(3)疲劳试验的裂缝测量
目前测裂缝的方法还是利用光学仪器目测或利用应变传感器电测裂缝等
(4)疲劳试验的挠度测量
疲劳试验中动挠度测量可采用接触式测振仪、差动变压器式位移计 和电阻应变式位移传感器等 。
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5.疲劳试验试件的安装
在工程结构中,有一些结构物或构件,如承受吊车荷载作 用的吊车梁,直接承受悬挂吊车作用的屋架等,它们主要承受 重复性的荷载作用。而这些结构物或构件在重复荷载作用下达 到破坏时的强度比其静力强度要低得多,这种现象称为疲劳。 结构疲劳试验的目的就是要了解在重复荷载作用下结构的性能 及其变化规律。
疲劳试验荷载简图
6.3工程结构的动力反应试验测定
1.寻找主振源的试验测定方法
(1)逐台开动法 当有多台动力机械设备同时工作时,可以逐台开动,实测结构在每
个振源影响下的振动反应,从中找出影响最大的主振源。 (2)实测波形识别法 根据不同振源将会引起规律不同的强迫振动这一特点,其实测振动波
形一定有明显的不同特征,如下图所示。因此可采用波形识别法判定振源 的性质,作为探测主振源的参考依据。
2 1
阻尼系数: 2 1
2
2
阻尼比:
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结构动力性实验报告

结构动力性实验报告1. 引言结构动力性实验是通过对建筑物或其他结构的动力响应进行测试和分析,以评估其抗震性能和安全性。
本实验旨在研究结构在受到外部振动力作用下的动态响应特性,为建筑结构设计和抗震设防提供实验依据。
2. 实验设备和方法2.1 实验设备本次实验使用了以下设备:1. 动力测试仪:用于施加不同振频和振幅的外部振动力,测量结构的动态响应。
2. 加速度传感器:用于测量结构物体在受到振动力作用下的加速度。
3. 数据采集仪:用于记录并存储从加速度传感器获取的数据。
2.2 实验方法实验步骤如下:1. 准备工作:根据实验需求,调整动力测试仪的振频和振幅。
2. 安装加速度传感器:将加速度传感器安装在结构物的合适位置,确保传感器与结构物之间的接触良好。
3. 连接设备:将加速度传感器与数据采集仪连接,并确保连接稳定。
4. 开始实验:通过动力测试仪施加不同振频和振幅的外部振动力,观察结构物的动态响应,并使用数据采集仪记录加速度数据。
5. 数据分析:将数据采集仪记录的加速度数据导入计算机,使用合适的数据处理软件进行分析,得出结构物在受到外部振动力作用下的响应特性。
3. 实验结果与分析通过实验获得的结构物的加速度数据可以得出如下结论:1. 结构物的自然频率:通过观察加速度-时间曲线的振幅变化,可以确定结构物的自然频率。
自然频率是结构物在无外部振动力作用下自由振动的频率。
在实验中,我们观察到当外部振动力的频率与结构物的自然频率接近时,结构物的振幅达到最大值。
2. 结构物的阻尼比:阻尼比是描述结构物在受到外部振动力作用下能量耗散程度的参数。
在实验中,我们通过观察加速度-时间曲线的振幅衰减情况,可以估计结构物的阻尼比。
通常情况下,结构物的阻尼比越大,其对振动的抑制能力越强。
3. 结构物的共振现象:在实验中,我们发现当外部振动力的频率与结构物的自然频率相差较小时,结构物的振幅明显增大,出现共振现象。
这表明结构物在共振频率附近的振动能量吸收与耗散不均衡,可能导致结构物的破坏或加剧损坏。
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结构动力特性的测试方法及应用(讲稿)一. 概述每个结构都有自己的动力特性,惯称自振特性。
了解结构的动力特性就是进行结构抗震设计与结构损伤检测的重要步骤。
目前,在结构地震反应分析中,广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法,但需要以确定结构的动力特性为前提。
n 个自由度的结构体系的振动方程如下:[][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+⎭⎬⎫⎩⎨⎧+⎭⎬⎫⎩⎨⎧ 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,均为n 维矩阵;{})(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵;{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵;{})(t y&为速度响应的n 维随机过程列阵;{})(t y &&为加速度响应的n 维随机过程列阵。
表征结构动力特性的主要参数就是结构的自振频率f (其倒数即自振周期T )、振型Y(i)与阻尼比ξ,这些数值在结构动力计算中经常用到。
任何结构都可瞧作就是由刚度、质量、阻尼矩阵(统称结构参数)构成的动力学系统,结构一旦出现破损,结构参数也随之变化,从而导致系统频响函数与模态参数的改变,这种改变可视为结构破损发生的标志。
这样,可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损,进而提出修复方案,现代发展起来的“结构破损诊断”技术就就是这样一种方法。
其最大优点就是将导致结构振动的外界因素作为激励源,诊断过程不影响结构的正常使用,能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。
从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测量方法已有几十年发展历史,积累了丰富的经验,振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。
随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高,结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测,并可得到比较精确的结构动态特性(如频响函数、模态参数等)。
目前,许多国家在一些已建与在建桥梁上进行该方面有益的尝试。
测量结构物自振特性的方法很多,目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法与自由振动法。
稳态正弦激振法就是给结构以一定的稳态正弦激励力,通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型与对应的阻尼比。
传递函数法就是用各种不同的方法对结构进行激励(如正弦激励、脉冲激励或随机激励等),测出激励力与各点的响应,利用专用的分析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数,进而可以得出结构的各阶模态参数(包括振型、频率、阻尼比)。
脉动测试法就是利用结构物(尤其就是高柔性结构)在自然环境振源(如风、行车、水流、地脉动等)的影响下,所产生的随机振动,通过传感器记录、经谱分析,求得结构物的动力特性参数。
自由振动法就是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定的初位移后突然释放,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。
以上几种方法各有其优点与局限性。
利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率与阻尼比,但其缺点就是,采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性,而采用多点激振需较多的设备与较高的试验技术;传递函数法应用于模型试验,常常可以得到满意的结果,但对于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来,从而获得比较满意的传递函数,这在实际测试工作中往往有一定的困难。
利用环境随机振动作为结构物激振的振源,来测定并分析结构物固有特性的方法,就是近年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的,现已被广泛应用于建筑物的动力分析研究中,对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。
斜拉桥或悬索桥的环境随机振源来自两方面:一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变化而影响到上部结构的振动(根据动力量测结果,可发现其频谱就是相当丰富的,具有不同的脉动卓越周期,反应了不同地区地质土壤的动力特性);另一方面主要来自过桥车辆的随机振动。
如果没有车辆的行驶,斜拉桥将始终处于微小而不规则的振动中,可以发现斜拉桥脉动源为平稳的各态历经的随机过程,其脉动响应亦为振幅极其微小的随机振动。
通过这种随机振动测试结果,即可确定各测试自由度下的频响函数或传递函数、响应谱等参数,进而可对结构模态参数(固有频率、振型、阻尼比等)进行识别。
通常斜拉桥的环境随机振动检测往往就是在限制交通的情况下进行的,采用风振及地脉动作为环境振源,很少采用桥上车辆的振动作为振源。
这就是因为一般斜拉桥甚至各种其它桥梁的振动检测往往在桥梁运营的前期进行;另一方面车辆振动作为输入信号截止目前还没有成熟的理论与实践支持,目前的成果仅停留在通过测试车辆对桥梁的振动响应来求算冲击系数。
然而,对斜拉桥进行健康监测、破损诊断,必须提取运营期间的动力指纹,健康监测占用时间长(全天候的),因此无法限制交通;振动监测应该真实反映桥梁实际状态下固有的振动特性,限制交通无法反映这种真实的状态。
因此,采用车辆振动作为振源,进行斜拉桥模态参数识别成为未来健康诊断的必然趋势。
实际工程结构比较复杂,有些因素难以完全在数学模型中得到反映,影响到结构动力特性求解的精度。
因此,实测方法就是确定结构动力特性的重要途径,也就是校核各种数学模型与各种简化公式的重要手段。
计算无法得到结构阻尼比,只能通过实测获得。
结构自振特性的测试方法很多,下面只介绍常用的方法。
二. 稳态正弦激振法(扫频法)稳态正弦激振法就是使用最早至今仍被广泛应用的的方法。
其特点就是原理简明,分析方便结果直观可靠,可以直接提供高阶振型参数,但必须有提供稳定谐波激振的装置。
此种方法通常在试验室中应用于模型或体积较小的原型试验,也可以在现场用起振机对原型设备进行测试。
此种方法的试验步骤为:沿被测设备的主轴方向,将起振机或激振器安装在适当的加载部位,固定对被测设备的激振力。
或者将试件安装在振动台上,固定振动台台面的加速度,进行正弦扫描振动。
测量被测设备有代表性部位的某种物理参量(如位移、速度、加速度等)的稳态迫振反应幅值对激振频率的曲线,称共振曲线。
1. 基本原理在以谐振力t P ωsin 0作扫描时,如设备的各阶自振频率并不密集时,可略去其相邻振 型间的耦合影响,则各个主要峰值附近的共振曲线段,可以近似地瞧作与单自由度体系的共振曲线相似,对于i 阶频率,两者仅差一个称作振型参与系数i η(常数)。
位移的反应幅值u 可表示为()()[]KP a a K P u 021222021ηβξη=+-=- (1) 式中a 为频率比,即迫振频率f 与设备无阻尼自振频率0f 之比;β为动力放大系数,表示单自由度体系中动静位移幅值比;K 为被测设备(试件)的刚度;ξ为被测设备(试件)的阻尼比。
相位滞后角θ可表示为2112tan a a -=-ξθ (2) 显然,K P /0为激振力t P ωsin 0作用下被测设备(试件)的静态位移。
若试验就是在试验台进行的,那么g u m P 20ω=,g u 2ω为试验台台面加速度幅值,而g u 为测点对台面的相对位移反应值,m 为被测质点质量。
2. 分析方法由对应位移反应峰值m ax u 的频率,可求得被测设备的自振频率0f ,将对应0f 的各测点的位移反应值按其中的最大值归一化,并考虑相互间的相位关系(与最大值同相或反向),即可求得被测设备的振型。
进一步可从共振曲线确定振型阻尼比。
由(1)式知,动力放大系数β为()()[]2122221-+-=a a ξβ (3)可以解得其峰值m ax β与对应的频率比m a ,即[]12max 212--=ξξβ (4)[]212021/ξ-==f f a m m (5)一般钢结构的阻尼比ξ值都很小,所以可近似地从无阻尼共振状态10=a 时的动力放大系数ξβ2/10=求得阻尼比ξ为βξ21= (6) 实际上直接按式(6)求阻尼比值就是很困难的,因为对作为多自由度体系的实际结构,从其实测共振曲线求动力放大系数β时,要先求出振型参与系数η。
按照定义,在沿结构X 主轴向振动时的振型参与系数x η为()∑∑==++=n i i i i in x iix z y x m x m 12221η式中i x ,i y ,i z 分别为振型位移在x ,y ,z 方向的分量;i m 为集聚在i 点的质量。
由于复杂结构的质量分布很难正确求得,而反应测点测点又有限,所以振型参与系数η难以简单算出;并且在用激振器等激振时,结构在力0P 作用下的各点静态位移K P /0也就是未知的。
因此,不能直接从共振曲线求得动力放大系数β。
目前通常都采用半功率法或带宽法,从实测的共振曲线直接求得阻尼比值。
这个方法的原理如下。
首先在共振曲线峰值m ax u 两边取其幅值为2/max u (0、707m ax u )的两点。
在这两点处,输入功率为共振频率时的一半,其相应的频率比,可将2/max u 代入式(1)左端解得。
因为m ax u ≈ηξ21,故得 ()()222221181ξξa a +-= (8)解此方程得出频率比a 为 2221221ξξξ+±-=a (9)当阻尼比ξ很小时,2ξ<<1,式(9)右端第二项根号中的2ξ与1相比可以略去。
从而可得 221221ξξ--≈a ,222221ξξ-+≈a (10)或者 ()2021221ξξ--≈f f ,()2022221ξξ-+≈f f由此 ξ021224f f f ≈- 因为 2210f f f +≈ 所以 012122f f f f f f ∆≈+-=ξ 式中 12f f f -=∆显然,用半功率法求阻尼比ξ的精度取决于半功率范围内共振曲线的 精度,并限于ξ值很小的情况下。
3. 注意事项用谐波迫振法确定结构的动力特性时,需要注意以下几点:(1) 为保证共振曲线的测试精度,对于自振频率低的结构宜采用位移反应共振曲线,对于自振频率高的结构宜采用加速度反应共振曲线。
在谐波迫振时,这两种共振曲线可以较方便的相互转换。
此外,为了保证得到稳态迫振反应,在采用连续扫描时,扫描频率不应超过1倍频程/分。
即每分钟频率的变化不超过1倍。
(2) 在被测结构很大时,注意激振器基座的稳定、局部振动的影响,激振系统的自振频率一定要远离被测结构的频率,以减少动态耦合影响。
(3) 当结构的各阶自振频率比较密集,振型间的耦合较紧密时,用用上述简单的方法已不再适合,需要采用模态识别技术进行分析。
三. 自由振动法自由振动法在现场与室内试验都可应用,起主要原理就是:通过外力使被测结构沿某个主 轴方向产生一定的初位移后,突然释放。
或者借助瞬时冲击荷载,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。
其中的高阶振型由于阻尼较大,很快衰减。
只剩下基本振型的自由衰减振动。
从而可以简捷地直接求得被测结构的基本振型频率0f 与阻尼比ξ,通过同一时刻量测的各点反应幅值,可求得其基本振型。