結構動力特性實驗070606-2.ppt

平面兩層剛架結構動力特性實驗,通過實驗測定兩層剛架結構的前二階頻率，振型及阻尼比。,實驗目的及內容,觀察兩層剛架結構的共振現(xiàn)象。,了解掌握結構動力實驗中的相關儀器設備，熟悉各種儀器的操作方法。,掌握用實驗手段測定結構動力特性的常用方法。,平面兩層剛架結構動力特性實驗,理論回顧,雙自由度系統(tǒng)存在兩個頻率、振型和阻尼比結構體系的固有動力特性。,平面兩層剛架結構動力特性實驗,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,平面兩層剛架結構動力特性實驗,兩層剛架振型,通常測定結構動力特性的方法有自由振動法和強迫振動法。,結構在共振情況下，阻尼的影響不能忽略；常用測定結構阻尼比的方法有自由振動衰減法和半功率法。,平面兩層剛架結構動力特性實驗,當激振力頻率與結構某階固有頻率相等時，結構將產生共振，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的頻率，即為結構的某階固有頻率；此時的結構振動形式歸一化后即為此階結構振型。,實驗原理強迫振動法,用激振器對剛架結構施加頻率變化的激振力，使結構產生振動，通過測量結構的頻率和位移做出幅頻曲線，并得出結構振動的波形圖。,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。,平面兩層剛架結構動力特性實驗,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構的位移。,加速度計、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集器,實驗設備,低頻掃頻信號發(fā)生器、激振器,計算機、打印機,平面兩層剛架結構動力特性實驗,實驗裝置,實驗模型有機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,平面兩層剛架結構動力特性實驗,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)生器的手動及微調旋扭調整信號發(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，并用手輕輕觸摸結構進行體驗。, 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的振型規(guī)律，并將結果打印 。,二頻率測試及振型觀測, 重復上述 - 的過程進行另一振型的測試。,平面兩層剛架結構動力特性實驗, 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)生器的手動及微調旋扭調整信號發(fā)生器的輸出頻率，記錄10-20組激振頻率及相應的剛架結構振幅測量數(shù)據(jù) 。, 根據(jù)幅頻曲線記錄兩階固有頻率 。,三阻尼比測試,平面兩層剛架結構動力特性實驗, 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 倍振幅極大值處對應的頻率值。,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的振型 。, 調整好理論振型窗口的位置，仔細觀察理論與實測結果的異同 。,四與理論進行對比, 做好記錄，回去進行分析，找出理論與實測結果差異的原因 。,平面兩層剛架結構動力特性實驗,實驗結果處理, 認真記錄好所提供的結構參數(shù)，及實驗中觀測到的現(xiàn)象；并運用所學的知識作出適當?shù)慕忉尅? 確定共振頻率和振型，根據(jù)提供的結構參數(shù)進行振型計算，并與實驗結果對比，找出誤差分析原因。, 繪制出實驗裝置圖，解釋各設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),平面兩層剛架結構動力特性實驗,注意事項, 信號發(fā)生器功率輸出已由實驗指導老師設置完成，學生不得進行重新調整。, 電荷放大器的量程及靈敏