1、會(huì)計(jì)學(xué)1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)試驗(yàn)試驗(yàn)第一頁，共29頁。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測概述(i sh)v一、概念v動(dòng)荷載隨時(shí)間變化的荷載。如沖擊荷載、隨機(jī)荷載（風(fēng)載、地震作用）等。v二、結(jié)構(gòu)動(dòng)力檢測主要內(nèi)容v1. 動(dòng)荷載特性的測定v2. 結(jié)構(gòu)自振特性的測定v3. 結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)的測定第1頁/共28頁第二頁，共29頁。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測動(dòng)荷載特性(txng)的測定v一、特點(diǎn)v1、結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載下的動(dòng)力反應(yīng)與結(jié)構(gòu)自振特性密切相關(guān)，同種動(dòng)荷載下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)是不同的。v2、動(dòng)荷載的動(dòng)力效應(yīng)有時(shí)遠(yuǎn)大于靜力效應(yīng)。v認(rèn)識(shí)、掌握動(dòng)荷載的特性為結(jié)構(gòu)隔震、減震等設(shè)計(jì)提供必要依據(jù)。v

2、二、內(nèi)容v 動(dòng)荷載特性主要包括動(dòng)荷載的大小、方向、頻率及作用規(guī)律等。第2頁/共28頁第三頁，共29頁。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測動(dòng)荷載特性(txng)的測定第3頁/共28頁第四頁，共29頁。v四、主振源探測v1、實(shí)測頻率v 掌握幾種振源的振動(dòng)頻率；實(shí)測在這幾種振動(dòng)下結(jié)構(gòu)(jigu)的振動(dòng)頻率；與結(jié)構(gòu)(jigu)振動(dòng)頻率相同或接近的即為主振源。v2、波形分析v 根據(jù)實(shí)測波形圖，判斷振動(dòng)由哪些頻率波形合成，找出振幅最大的波形，其頻率即為主振源頻率。v五、動(dòng)荷載特性測定方法v1、直接法v用傳感器直接測定動(dòng)荷載特性。(最好的方法,實(shí)施難度大。)v 2、比較法v將結(jié)構(gòu)(jigu)在已知?jiǎng)雍奢d作用

3、下的振動(dòng)情況與待測動(dòng)荷載作用下的振動(dòng)情況比較，從而間接得出待測動(dòng)荷載特性。(振源可開啟和關(guān)閉)工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測動(dòng)荷載(hzi)特性的測定第4頁/共28頁第五頁，共29頁。v一、概念v又稱結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。v包括三個(gè)參數(shù)：自振頻率(或周期)；阻尼(阻尼比)；振型v每個(gè)結(jié)構(gòu)都有其自振特性，是結(jié)構(gòu)自身的固有屬性，取決于質(zhì)量、剛度等。與外荷載無關(guān)。v二、測定方法v1、自由(zyu)振動(dòng)法v 借助外荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生初速度或初位移，使結(jié)構(gòu)由于彈性而自由(zyu)振動(dòng)。v 主要有突然卸荷法(初位移法)；突然加載法(初速度法)工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)自振特性的測定第5頁/共28頁第六

4、頁，共29頁。v突然(trn)卸荷法工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)(jigu)自振特性的測定第6頁/共28頁第七頁，共29頁。v突然(trn)加載法工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)(jigu)自振特性的測定第7頁/共28頁第八頁，共29頁。v2、共振法v 利用激振設(shè)備，對(duì)被測結(jié)構(gòu)物施加一簡諧荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一恒定(hngdng)的強(qiáng)迫簡諧振動(dòng)，借助共振原理得到結(jié)構(gòu)自振特性的方法。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)自振特性(txng)的測定第8頁/共28頁第九頁，共29頁。v3、脈動(dòng)法v 借助被測結(jié)構(gòu)周圍的不規(guī)則微弱干擾（地面脈動(dòng)、空氣流動(dòng)等）所產(chǎn)生的微弱振動(dòng)作為激勵(lì)來測定結(jié)構(gòu)物自振特性的方法。v

5、 多種頻率隨機(jī)振動(dòng)作用在結(jié)構(gòu)上，與結(jié)構(gòu)物頻率接近的波形被放大，出現(xiàn)“拍振”波形。v 實(shí)施(shsh)最為簡單的方法。v 出現(xiàn)“拍振”表明出現(xiàn)與被測結(jié)構(gòu)頻率相同或接近的脈動(dòng)頻率。 “拍振”為脈動(dòng)實(shí)測波形的重要標(biāo)志。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)自振特性(txng)的測定第9頁/共28頁第十頁，共29頁。v一、作用v 大量生產(chǎn)鑒定性試驗(yàn)及科學(xué)研究中需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力反應(yīng)的測試：v 確定動(dòng)荷載在結(jié)構(gòu)中引起的附加應(yīng)力，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；v 確定動(dòng)荷載在結(jié)構(gòu)中引起的振動(dòng)位移，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)剛度；v 確定動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)，為設(shè)計(jì)提供動(dòng)力系數(shù)。v二、結(jié)構(gòu)特定部位動(dòng)參數(shù)的測定v 特定部位設(shè)置適當(dāng)?shù)氖罢衿?，記錄?/p>

6、動(dòng)時(shí)的波形。v 例如：校核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，測點(diǎn)布置在最危險(xiǎn)(wixin)的控制斷面；v 測振動(dòng)對(duì)精密儀器的影響，在儀器基座布置測點(diǎn)。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的測定第10頁/共28頁第十一頁，共29頁。v三、結(jié)構(gòu)振動(dòng)變位圖v 結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載(hzi)作用下的變形曲線，稱為振動(dòng)變位圖。v 類似于振型，但有本質(zhì)區(qū)別。v 區(qū)別：振型與外荷載無關(guān)，屬于結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特性； 變位(bin wi)圖是結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)。 測點(diǎn)布置在控制(kngzh)斷面上，各測點(diǎn)同時(shí)記錄振動(dòng)幅值，繪出波形圖。工程結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的測定第11頁/共28頁第十二頁，共29頁。v四、結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)測

7、定v1、概念 v承受移動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)，如吊車梁、橋梁等，常常需要確定它的動(dòng)力系數(shù)。因?yàn)閷?duì)這些(zhxi)結(jié)構(gòu)的動(dòng)荷載計(jì)算是以靜力計(jì)算為基礎(chǔ)，再乘以動(dòng)力系數(shù)加以考慮。v定義：在動(dòng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)動(dòng)撓度和靜撓度之比，用Kd表示。v 動(dòng)撓度； 靜撓度v 由于移動(dòng)荷載產(chǎn)生附加應(yīng)力，所以動(dòng)撓度總是大于靜撓度，因此動(dòng)力系數(shù)總是大于1。v 對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)，常采用沖擊系數(shù)=Kd -1v dyjyjddyyK 工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)力反應(yīng)的測定第12頁/共28頁第十三頁，共29頁。v2、動(dòng)力系數(shù)的測定方法v 將撓度計(jì)布置在被測結(jié)構(gòu)物的跨中處，并連線應(yīng)變儀和記錄儀。v1）有軌的：移動(dòng)(y

8、dng)荷載先慢行（5km/h）通過，測量結(jié)構(gòu)跨中撓度 ；再按不同速度(10km/h, 15km/h, 20km/h )通過，測跨中撓度 。v jydy工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)動(dòng)力(dngl)反應(yīng)的測定第13頁/共28頁第十四頁，共29頁。v2）無軌的：由于兩次路線不可能完全相同，所以讓移動(dòng)荷載根據(jù)需要以不同(b tn)的速度一次性通過；取振動(dòng)撓度曲線的中線的最大值為 ；振動(dòng)曲線的最大值為 。jydy工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)力反應(yīng)的測定第14頁/共28頁第十五頁，共29頁。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第15頁/共28頁第十六頁，共29頁。

9、v動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理是動(dòng)態(tài)檢測的最后環(huán)節(jié)，通常指對(duì)實(shí)測波形的處理。v一、合成波形的諧量分析v 對(duì)幾種成分疊加在一起的合成波形進(jìn)行分解，成為幾個(gè)單一的簡諧分量的方法即為合成波形的諧量分析法。v1）兩個(gè)頻率(pnl)相差較大（兩倍以上）波形合成v低頻分量：v f1=1/T1,幅值A(chǔ)1；v高頻分量：v f2=1/T2,幅值A(chǔ)2；工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測檢測數(shù)據(jù)處理第16頁/共28頁第十七頁，共29頁。2）兩個(gè)頻率相近波形的合成 a）“拍振”周期Tp； b）“拍振”頻率fp=f高-f低（高頻(o pn)減低頻）； c）上下包絡(luò)線最大寬度 2(a1+a2)； d）上下包絡(luò)線最小寬度 2(a1-a2)

10、； e）在“拍振”的一個(gè)周期Tp內(nèi)，波峰的個(gè)數(shù)等于振幅較大的那個(gè)諧波分量的波峰個(gè)數(shù)，即f1=N/Tp f）l腹 l腰 ，頻率高的幅值大, fp=f1-f2 。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理221)(2Aaa121)(2Aaa第17頁/共28頁第十八頁，共29頁。v二、結(jié)構(gòu)自振特性各參數(shù)的數(shù)據(jù)處理v結(jié)構(gòu)自振特性主要包括(boku)三個(gè)參數(shù)：自振頻率、阻尼、振型。v1）自振頻率求取v自振頻率即固有頻率。指單位時(shí)間里周期的個(gè)數(shù)。v f=N/t；N周期個(gè)數(shù)，t時(shí)間。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第18頁/共28頁第十九頁，共29頁。v2）阻尼比求取v 阻

11、尼也是結(jié)構(gòu)自身的屬性，阻尼越大越能抑制自由振動(dòng)(zhndng)的幅度。v 阻尼比為被測結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比。v自由振動(dòng)(zhndng)法求阻尼比v 直接從所測的自由振動(dòng)(zhndng)時(shí)域波形曲線上求取。結(jié)構(gòu)的自由振動(dòng)(zhndng)是有阻尼的衰減振動(dòng)(zhndng)，且以對(duì)數(shù)形式衰減。有阻尼的衰減系數(shù)被稱為對(duì)數(shù)衰減率。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第19頁/共28頁第二十頁，共29頁。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第20頁/共28頁第二十一頁，共29頁。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第21頁/共28頁第二十二頁，共29頁。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第22頁/共28頁第二十三頁，共29頁。v3）振型求取v拾振器靈敏系數(shù)相同v 可依據(jù)實(shí)測波形，在同一時(shí)刻量取每一測點(diǎn)的振幅。令莫測點(diǎn)幅值為1，其他(qt)測點(diǎn)按比例作圖。工程結(jié)構(gòu)(jigu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第23頁/共28頁第二十四頁，共29頁。工程(gngchng)結(jié)構(gòu)動(dòng)載檢測檢測(jin c)數(shù)據(jù)處理第24頁/共28頁第二十五