橋梁振動(dòng)分析測(cè)試與識(shí)別

1、廣州大學(xué)碩士研究生課程結(jié)業(yè)論文論文題目試驗(yàn)報(bào)告課程名稱橋梁振動(dòng)分析測(cè)試與識(shí)別土木工程學(xué)院建筑與土木工程學(xué)生姓名(學(xué)號(hào))劉小偉(2111316139)2014年1月5日橋梁振動(dòng)分析測(cè)試與識(shí)別課程學(xué)習(xí)報(bào)告簡(jiǎn)支梁（*跨連續(xù)梁，對(duì)邊簡(jiǎn)支板，角鋼梁等等）模態(tài)分析試驗(yàn)報(bào)告土木工程學(xué)院建筑與土木工程專業(yè) 姓名：劉小偉 學(xué)號(hào)：2111316139試驗(yàn)地點(diǎn)：工程北131室試驗(yàn)時(shí)間：2013年12月5日至28日。試驗(yàn)設(shè)備：（型號(hào)）加速度傳感器6個(gè)，（型號(hào)）電荷放大儀一臺(tái)，（型 號(hào)）信號(hào)采集儀一臺(tái)，自備（型號(hào)）電腦一臺(tái)，DASP采集分析軟件 一套，連接線、電源線、數(shù)據(jù)線若干。一、試驗(yàn)設(shè)備設(shè)置如圖1圖2簡(jiǎn)支梁模型模態(tài)

2、試驗(yàn)設(shè)置三、信號(hào)采集參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置：在采集過程中，采樣按頻率采樣，設(shè)置為50HZ ,如下圖圖1采樣頻率考慮到實(shí)驗(yàn)測(cè)的連續(xù)梁尺寸和實(shí)驗(yàn)效果，因而通道數(shù)日設(shè)置為三 個(gè)通道，起始通道設(shè)為通道1。采樣開始條件為自由觸發(fā)，采樣時(shí)間 為 40S。四、試驗(yàn)過程激勵(lì)方式：通過施加沖擊荷載實(shí)現(xiàn)采集結(jié)果：實(shí)驗(yàn)的時(shí)間歷程圖如下所示圖2時(shí)域波形分析圖五傳遞函數(shù)分析過程如下圖所示，為三個(gè)通道的傳遞函數(shù)圖。1 r mWmV) 1 1傳陰幅值 光標(biāo):Nc=f=Ci,Ci書兆Hz,H=l L r I|i i i1.0 70.5 - TOC o 1-5 h z ii0,0 !L!iiiJ_Ii1i1i1i1iJ(Hz)024

3、6&1012141618圖3第一通道傳遞函數(shù)50普煩少1歐習(xí)傳睡幅辱 光杯:Nc=；5f=N5曾瑚仁以=。,5平661&2相干系數(shù)光標(biāo)：Nc=15Z=N5%49HlCo 50普煩少1歐習(xí)傳睡幅辱 光杯:Nc=；5f=N5曾瑚仁以=。,5平66-I0.0 ：!L I - jLJLLLi 、“ I _土J：(HN024681012141618傳遞函數(shù)分析 二一=數(shù)據(jù)卷巍7 試盛傳遞函數(shù)分析 二一=數(shù)據(jù)卷巍7 試盛色:劉曉偉 試驗(yàn)號(hào)1 澈信號(hào) 輸出信號(hào)：1 十-務(wù)析參數(shù)-r. SF: - 51; 1898HiA?: 19. 996Hj df. 0. 04999Hz dt： 19.5156ms FFT

4、點(diǎn)成：1也4 i酸嫁數(shù)：401 重盾耘:0 平均瀾：1 一一加窗世置 新炙信號(hào)術(shù)加窗 輻出信號(hào)：味加窗 Q噎毓標(biāo)-Q Ne； 20. 04999Hzmsip 傳遞函戴分析 二數(shù)據(jù)墨蜿T 試混:劉曉傳 試驗(yàn)號(hào)1 澈信號(hào) 輸出信號(hào)窟 廿務(wù)折參.數(shù)，r. SF: Bl 1898HzA?: 19. 996HE!1:df. 0. 04999Hz dt: 19：溺 5156ms FFT 點(diǎn)16.24 譜舞條數(shù)：401 重疊縈如 平均凈1 一加窗精置 輸家信號(hào)：術(shù)加窗 .輸出信號(hào)：:味加窗 - 7. 54849Hz(mV/mV)傳函幅值 光標(biāo)：版=207,舊=10,297&,11=：1,。242|6-| (

5、mV/mV)傳函幅值 光標(biāo)：版=207,舊=10,297&,11=：1,。242|6-| = l f 了|1|；100 -asip50傳遞函數(shù)分析 二一、敏據(jù)參數(shù)- 試驗(yàn)名:郭曉傳 試驗(yàn)號(hào)：i 輸入信號(hào)：1 輸出信號(hào)：:堂 犬務(wù)析參數(shù)-.SF: 51.1898HiA?: 19. 996H； I_0- I I I ， 一 IHe)01012141618df. 0. 04999Hz dt： 1953516msFFT點(diǎn)數(shù)：曲4 i酸嫁數(shù)：401 重疊系數(shù):0 平均次數(shù)：11& 3相干系數(shù) 光標(biāo):Nc=207rf=10.2979HzrCo = ll.o : I -，|I I ， 耳二 |,|1,匚0,

6、0 1i1J!i!i1i-J!i11!11i! (H?)1012141618一一加窗設(shè)置tk； 輸炙信號(hào)：不加窗 輻出信號(hào)：:味加窗 心3-讀數(shù)光標(biāo)-空： Ne； 207 - 10.2979Hz圖5第三通道傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)原理：傳遞函數(shù)分析就是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)，通過其輸入信號(hào)和輸 出信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析，它反映了系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的傳遞特性 (幅頻特性和相頻特性)，取決于系統(tǒng)的本身特性，與輸入無關(guān)。若 系統(tǒng)的輸入和輸出分別為x( t )、y( t )，則傳遞函數(shù)定義為輸出信號(hào)的 傅立葉變換Sy ( f )與輸入信號(hào)的傅立葉變換Sx ( f )之比。也可以利 用輸出與輸入信號(hào)的互功率譜Pxy ( f

7、)與輸入的自功率譜之比得到傳 遞函數(shù)Pxx ( f )，其數(shù)學(xué)定義為：Hxy( f ) = Sy ( f ) / Sx ( f ) = Pxy ( f ) / Pxx ( f )。式中：Hxy ( f )為傳遞 函數(shù)。傳遞函數(shù)分析后，得到的Hxy ( f )為復(fù)數(shù)，具有實(shí)部和虛部， 以每個(gè)頻率的實(shí)部作為橫坐標(biāo)，以虛部作為縱坐標(biāo)，繪出的圖形就是 奈奎斯特圖。相干函數(shù)(又稱為凝聚函數(shù))定義為：r2xy ( f ) = I Pxy ( f ) I 2 / ( Pxx ( f ) Pyy ( f )式中：rxy ( f )為相干函數(shù)，Pxy ( f )為互功率譜，Pxx ( f )、Pyy ( f )

8、 為兩個(gè)信號(hào)的自功率譜。在進(jìn)行系統(tǒng)的脈沖激勵(lì)傳遞函數(shù)分析時(shí)，DASP還提供了性能非 常好的變時(shí)基傳遞函數(shù)分析方法，尤其對(duì)于大型低頻結(jié)構(gòu)，使用變時(shí) 基方法，可以極大提高傳函分析精度。六、模態(tài)分析過程頻率阻尼及振型(圖，3階)幫助(H)魅分析-DASP文件(F) FRFrt-M(C)結(jié)構(gòu)生成(S)模態(tài)擬合(N)振型做(E)幫助(H)魅分析-DASP文件(F) FRFrt-M(C)結(jié)構(gòu)生成(S)模態(tài)擬合(N)振型做(E)結(jié)果校驗(yàn)(X) MIMO(M)振型動(dòng)IRA)結(jié)構(gòu)顯示(X)動(dòng)畫顯示(D) ODS純模態(tài)(P)查看(V) D(W) #玫， 4- - | $N P M S T1頑曰試驗(yàn)名：劉曉偉群用度

9、復(fù)原COINV DASP夕模杰動(dòng)畫:C:UsersAdministratorDesktop實(shí)渝敷劉曉偉加蹈風(fēng)#O II。階數(shù)頻率 阻尼2.4750.000%9.3850.000%11.569-0.000%12.4750.000%日目目圖6振型圖七、理論分析與試驗(yàn)分析結(jié)果比較對(duì)三個(gè)振型進(jìn)行分析，一階振型就一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，二階和三階振型都要 兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，三個(gè)振型對(duì)比差異并不是很明顯。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中， 與我同組的其他同學(xué)出現(xiàn)了第三個(gè)通道一直調(diào)試不出的情況，因而通 道數(shù)日只能設(shè)置為兩個(gè)通道，對(duì)結(jié)果影響比較大。另外本次試驗(yàn)未進(jìn)行標(biāo)定，三階振型對(duì)比相差并不明顯，且與我同組的其他同學(xué)出現(xiàn)同樣的情況。八、體會(huì)通過這次試驗(yàn)，我了解了一些檢測(cè)方面的儀器并和知道檢測(cè)的步 驟，進(jìn)一步的了解了這方面的一些知識(shí)，例如結(jié)合模型定階與后面的 振型，談?wù)務(wù)婕倌B(tài)的辨別。虛假模態(tài)產(chǎn)生的原因主要有兩方面：一 方面是由于計(jì)算過程中不合理的模型階次估計(jì)導(dǎo)致的；另一方面是由 于實(shí)際應(yīng)用中輸入信號(hào)不滿足白噪聲的假定和/