结构动力特性实验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,平面两层刚架结构动力特性实验,通过实验测定两层刚架结构的前二阶,频率,，,振型,及,阻尼比,。,实验目的及内容,观察两层刚架结构的,共振现象,。,了解掌握结构动力实验中的相关,仪器设备,，熟悉各种仪器的,操作方法,。,掌握用实验手段测定结构动力特性的,常用方法。,平面两层刚架结构动力特性实验,理论回顾,双自由度系统存在两个频率、振型和阻尼比,结构体系的,固有动力特性,。,平面两层刚架结构动力特性实验,横梁为无限刚性的两层刚架可,简化,为两个集中质量点的,双自由度体系,。,1,2,1,2,1,2,第,一,主振型,第,二,主振型,第一振型,第二振型,平面两层刚架结构动力特性实验,两层刚架振型,通常测定结构动力特性的方法有,自由振动法,和,强迫振动法,。,结构在共振情况下，阻尼的影响不能忽略；常用测定结构阻尼比的方法有,自由振动衰减法,和,半功率法,。,平面两层刚架结构动力特性实验,频率,振幅,当,激振力频率,与结构某阶,固有频率,相等,时，结构将产生,共振,，此时振动幅值达到极大值；找出幅频曲线中的某个振幅极大值对应的频率，即为结构的某阶固有,频率,；此时的结构振动形式归一化后即为此阶结构,振型,。,实验原理,强迫振动法,用,激振器,对刚架结构施加频率变化的,激振力,，使结构产生振动，通过测量结构的,频率和位移,做出,幅频曲线,，并得出结构振动的波形图。,阻尼比确定的,半功率法,由固有频率附近的频率值用公式来确定系统的阻尼比。,平面两层刚架结构动力特性实验,由,4,个水平布置在刚架竖杆上的加速度计，来,测量频率和加速度,，并通过对加速度,积分后得到,刚架结构的,位移,。,加速度计,、,电荷放大器,、,数据采集器,实验设备,低频扫频信号发生器、激振器,计算机、打印机,平面两层刚架结构动力特性实验,实验装置,实验模型,有机玻璃和,配重铁块,制成的,双层刚架,，并沿刚架的竖直杆水平布置,4,个加速度计。,实验步骤,依此打开,低频扫频信号发生器、电荷放大器、打印机、计算机的,电源,。,点击计算机桌面,上,的刚架动力特性,实验图标,进入该实验系统,。,点击,登记,进行学生情况登记,登记完成后,点击,存盘退出,。,。,一总体操作步骤,平面两层刚架结构动力特性实验,实验步骤,点击,采样,进入计算机监视状态,在此界面点击,示波,进入示波状态,。,使用信号发生器的,手动,及,微调,旋扭调整信号发生器的输出频率，同时观察显示器上各测点,波形,的幅值及,频率,变化现象，并用手轻轻触摸结构进行,体验,。,在某一固有频率点处观察振动,波形,点击,停止,及,采样,，自动进入计算机仿真状态,。,在仿真状态下,观看,两层刚架对应的振型,规律,，并将结果打印,。,二频率,测,试及振型观测,重复上述,-,的过程进行,另一振型的测试,。,平面两层刚架结构动力特性实验,由测量数据可以,绘制出幅频曲线(计算机自动绘制),。,根据,幅频曲线,确定两阶固有频率。,实验步骤,分别,在两个固有频率附近，使用信号发生器的手动及微调旋扭,调整,信号发生器的,输出频率,，记录10-20组激振,频率,及相应的刚架结构,振幅,测量数据。,根据,幅频曲线,记录两阶固有频率。,三阻尼比测试,平面两层刚架结构动力特性实验,使用公式,计算,出各阶振型的,阻尼比,。,使用插值方法,得出对应 倍振幅极大值,处对应的频率值。,实验步骤,点击菜单中的,理论模拟,，随即弹出一个窗口。,在弹出窗口中点击菜单中的,2个自由度,，出现一个下拉菜单。,根据测量的振型图,选取,下拉菜单中对应的振型。,调整,好理论振型窗口的位置，仔细,观察,理论与实测结果的,异同,。,四与理论进行对比,做好记录，回去进行,分析,，找出理论与实测结果差异的原因。,平面两层刚架结构动力特性实验,实验结果处理,认真记录好所提供的结构参数，及,实,验中观测到的现象；并运用所学的知识作出,适当的解释,。,确定共振频率和振型，根据提供的结构参数进行,振型计算,，并与实验,结果对比,，找出误差,分析原因,。,绘制出实验装置图，解释各设备在本实验中的作用,。,对本实验有何要求、,建议,、看法在报告中指出,。,有关参数,：,刚架总高度,405,mm,，,宽度,：200,mm,横梁截面尺寸,：40,mm,4,mm,，,配重,：2,2 kg,竖杆截面尺寸,：,40,mm,4,mm,弹性模量,：4000,MPa,，,密度,：1120(,Kg/m,3,),平面两层刚架结构动力特性实验,注意事项,信号发生器功率输出已由实验指导老师设置完成，学生不得进行重新调整,。,电荷放大器的量程及灵敏度由实验指导老师设置完成，学生不得进行重新调整,。,学生不得,使用,自带的磁盘进入计算机，不得删除、修改文件,。,不得在计算机上进行任何与本,实,验无关的操作。,平面两层刚架结构动力特性实验,