脉冲锤击法中采样频率设置探讨

脉冲锤击法是实际工程中经常采用的测量结构频响函数 (FRF)的方法 ,但采样频率的设置往往具有很大的随意性。为对这一容易忽视的问题进行探讨 ,本文首先介绍了脉冲锤击法测量频响函数的试验原理 ;然后 ,结合一弹性地基梁的模态试验 ,就采样频率设置对采样精度以及分辨率的影响进行了探讨 ,发现为保证力信号的采样精度 ,采样频率不仅要满足shannon定理 ,而且要满足文中式 ( 8)的要求。最后介绍了变时基 (VTB)采样技术的原理 ,并利用该技术进行了弹性地基梁的模态试验 。

多参考点脉冲锤击法识别桥梁模态柔度的实践

为了验证利用多参考点脉冲锤击法识别桥梁模态柔度的理论和实现方法,利用1根3个自由度悬臂梁结构验证了该理论和方法的可行性,并将该方法应用到实际桥梁的结构识别中,对2座旧桥分别进行了多参考点脉冲锤击法动力试验以及相应的静载试验。通过对钢-混凝土组合结构桥梁的模态试验,研究了多种参考点的选择方法,以比较参考点选择的不同对桥梁柔度计算结果的影响。研究结果表明:利用从多参考点脉冲锤击法动力实测数据的频响函数中直接获取的模态柔度,可估算结构在载荷下的位移,将其与结构静载试验获得的结构位移进行对比,结果可作为桥梁结构状况和性能评估的有效指标,并能成功实现对桥梁损伤位置的识别。

基于模态柔度理论的结构损伤诊断试验研究

利用多参考点脉冲锤击法的输入输出动力信号获取结构的模态柔度,可以对结构进行损伤识别,设计了一根钢筋混凝土简支梁和一块钢-混凝土组合板的静动力试验.对不同损伤状态下的简支梁和组合板进行了动力测试,得到其模态柔度矩阵,并用来预测结构在荷载作用下的位移.简支梁试验结果表明,随着损伤程度的加深,结构自振频率降低,阻尼比增大,柔度增大,但自振频率只能判断结构损伤的出现,模态柔度则能够综合全面地反映钢筋混凝土简支梁结构的损伤位置和损伤程度.组合板试验表明,在线弹性状态下,动力测试与静力测试获得的模态柔度矩阵相差很小.设计了支座刚度变化、连接件损伤和横向支撑破坏这3种损伤工况,并用这3种工况来模拟实际桥梁结构可能出现的损伤状况.通过对比结构损伤前后的模态柔度位移信息,成功实现了组合板的损伤识别.

轨枕间距对钢轨振动的影响研究

从以往的研究来看,轨枕间距作为轨道结构的重要参数,其对钢轨的振动特性的影响较大,因此以试验方法研究枕间距对钢轨振动的影响具有一定的实际意义。通过脉冲锤击试验,针对4种不同枕间距工况分别测试钢轨的振动形态。在低于2 000 Hz频段内,随着枕间距的增加频响函数的幅值依次递减;在2 000～3 000 Hz频段内,随着枕间距的增加频响函数的幅值基本呈现出递增的趋势;随着轨枕间距的增加,钢轨的同阶模态频率在减小。研究结论:从减振降噪的角度来看,不宜设计枕间距小于60 cm的轨道结构。

基于动力学有限元分析的实木地板损伤检测

介绍了脉冲锤击法检测实木地板损伤及测定其动态弹性模量的理论依据,并通过有限元模拟与试验验证了其可行性。试验结果表明:脉冲锤击法能有效地测得实木地板的固有频率与动态弹性模量,所得动态弹性模量值比静态弹性模量值稍大;测试中,拾振点应选择在主振频率振型的最大振幅处或其附近区域,激振点应选择在离拾振点较远且振幅较大的区域;固有频率可对实木地板的损伤程度进行较好的判定。

减速器箱体模态分析与试验验证

建立了减速器箱体有限元模型,提取了箱体低阶固有频率及相应振型。根据试验模态理论,对减速器箱体进行了脉冲锤击法模态试验,采用多输入多输出(MIMO)时域模态方法对减速器箱体进行模态分析,通过对采集数据分析处理,求得传递函数;采用ERA模态识别法,确定减速器箱体低阶固有频率及振型。通过对比数据表明,所选低阶固有频率振型基本一致,频率误差在5%范围内,相互证明了理论模型与试验方法的正确性,为研究箱体动态结构特性分析提供了理论依据和试验支撑。

桥面板分片子结构模态柔度综合理论与试验

为了研究桥面板分片子结构模态柔度综合的理论和实现方法,对2种进行动力计算分析模态柔度的方法以及其一致性进行了介绍。利用这2种方法获取不同子结构的质量归一的振型,并对子结构振型进行拼接得到整体结构的振型,进一步得到整体结构模态柔度(称为分片子结构模态柔度综合技术)。通过简支混凝土板的数值试验和实际钢-混凝土组合梁桥的真实试验,验证了利用分片子结构模态柔度综合技术测试识别桥面板模态柔度的可行性。在进行分片子结构模态测试的基础上,将单点输入多点输出(SIMO)子结构综合的模态参数与多点输入多点输出(MIMO)得到的整体结构模态参数进行比较。结果表明:单点输入单点输出(SISO)、SIMO和MIMO方法均能准确获取桥梁结构激励点的模态柔度系数,并能通过子结构振型拼接的方法获得与静力方法相差很小的模态柔度矩阵,可作为传统卡车加载测试有效补充的新型桥梁测试方法。