結(jié)構(gòu)動力特性實驗070606-2.ppt

平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,通過實驗測定兩層剛架結(jié)構(gòu)的前二階頻率，振型及阻尼比。,實驗?zāi)康募皟?nèi)容,觀察兩層剛架結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象。,了解掌握結(jié)構(gòu)動力實驗中的相關(guān)儀器設(shè)備，熟悉各種儀器的操作方法。,掌握用實驗手段測定結(jié)構(gòu)動力特性的常用方法。,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,理論回顧,雙自由度系統(tǒng)存在兩個頻率、振型和阻尼比結(jié)構(gòu)體系的固有動力特性。,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,橫梁為無限剛性的兩層剛架可簡化為兩個集中質(zhì)量點的雙自由度體系。,第一主振型,第二主振型,第一振型,第二振型,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,兩層剛架振型,通常測定結(jié)構(gòu)動力特性的方法有自由振動法和強迫振動法。,結(jié)構(gòu)在共振情況下，阻尼的影響不能忽略；常用測定結(jié)構(gòu)阻尼比的方法有自由振動衰減法和半功率法。,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,當(dāng)激振力頻率與結(jié)構(gòu)某階固有頻率相等時，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生共振，此時振動幅值達到極大值；找出幅頻曲線中的某個振幅極大值對應(yīng)的頻率，即為結(jié)構(gòu)的某階固有頻率；此時的結(jié)構(gòu)振動形式歸一化后即為此階結(jié)構(gòu)振型。,實驗原理強迫振動法,用激振器對剛架結(jié)構(gòu)施加頻率變化的激振力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動，通過測量結(jié)構(gòu)的頻率和位移做出幅頻曲線，并得出結(jié)構(gòu)振動的波形圖。,阻尼比確定的半功率法由固有頻率附近的頻率值用公式來確定系統(tǒng)的阻尼比。,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,由4個水平布置在剛架豎桿上的加速度計，來測量頻率和加速度，并通過對加速度積分后得到剛架結(jié)構(gòu)的位移。,加速度計、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集器,實驗設(shè)備,低頻掃頻信號發(fā)生器、激振器,計算機、打印機,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,實驗裝置,實驗?zāi)Ｐ陀袡C玻璃和配重鐵塊制成的雙層剛架，并沿剛架的豎直桿水平布置4個加速度計。,實驗步驟, 依此打開低頻掃頻信號發(fā)生器、電荷放大器、打印機、計算機的電源。, 點擊計算機桌面上的剛架動力特性實驗圖標進入該實驗系統(tǒng)。, 點擊登記,進行學(xué)生情況登記 ,登記完成后, 點擊存盤退出 。 。,一總體操作步驟,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,實驗步驟, 點擊采樣進入計算機監(jiān)視狀態(tài),在此界面點擊示波進入示波狀態(tài) 。, 使用信號發(fā)生器的手動及微調(diào)旋扭調(diào)整信號發(fā)生器的輸出頻率，同時觀察顯示器上各測點波形的幅值及頻率變化現(xiàn)象，并用手輕輕觸摸結(jié)構(gòu)進行體驗。, 在某一固有頻率點處觀察振動波形,點擊停止及采樣，自動進入計算機仿真狀態(tài) 。, 在仿真狀態(tài)下觀看兩層剛架對應(yīng)的振型規(guī)律，并將結(jié)果打印 。,二頻率測試及振型觀測, 重復(fù)上述 - 的過程進行另一振型的測試。,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗, 由測量數(shù)據(jù)可以繪制出幅頻曲線(計算機自動繪制) 。, 根據(jù)幅頻曲線確定兩階固有頻率 。,實驗步驟, 分別在兩個固有頻率附近，使用信號發(fā)生器的手動及微調(diào)旋扭調(diào)整信號發(fā)生器的輸出頻率，記錄10-20組激振頻率及相應(yīng)的剛架結(jié)構(gòu)振幅測量數(shù)據(jù) 。, 根據(jù)幅頻曲線記錄兩階固有頻率 。,三阻尼比測試,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗, 使用公式計算出各階振型的阻尼比 。, 使用插值方法得出對應(yīng) 倍振幅極大值處對應(yīng)的頻率值。,實驗步驟, 點擊菜單中的理論模擬，隨即彈出一個窗口。, 在彈出窗口中點擊菜單中的2個自由度 ，出現(xiàn)一個下拉菜單。, 根據(jù)測量的振型圖選取下拉菜單中對應(yīng)的振型 。, 調(diào)整好理論振型窗口的位置，仔細觀察理論與實測結(jié)果的異同 。,四與理論進行對比, 做好記錄，回去進行分析，找出理論與實測結(jié)果差異的原因 。,平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,實驗結(jié)果處理, 認真記錄好所提供的結(jié)構(gòu)參數(shù)，及實驗中觀測到的現(xiàn)象；并運用所學(xué)的知識作出適當(dāng)?shù)慕忉尅? 確定共振頻率和振型，根據(jù)提供的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行振型計算，并與實驗結(jié)果對比，找出誤差分析原因。, 繪制出實驗裝置圖，解釋各設(shè)備在本實驗中的作用。, 對本實驗有何要求、建議、看法在報告中指出。, 有關(guān)參數(shù)： 剛架總高度 405mm，寬度：200mm 橫梁截面尺寸：40mm 4mm ，配重 ： 2 2 kg 豎桿截面尺寸： 40mm 4mm 彈性模量：4000 MPa，密度：1120( Kg/m3),平面兩層剛架結(jié)構(gòu)動力特性實驗,注意事項, 信號發(fā)生器功率輸出已由實驗指導(dǎo)老師設(shè)置完成，學(xué)生不得進行重新調(diào)整。, 電荷放大器的量程及靈敏