风轮典型振型动态频率的间接测试和识别方法

基于多种混合振动信号传递中各组成信号的频率保持特性,建立了风轮典型振型动态频率的间接测试和识别方法,并利用试验测试与数值仿真相结合的方法佐证了该方法的可靠性。具体方法是在电机前端部靠近风轮处布置加速度传感器捕获沿风轮轴向的加速度时域信号,通过快速傅里叶变换(fast fourier transformation,FFT)获得被测信号的频域特征,进而结合风轮模态振型及频谱特征识别其典型振型动态频率值。经与数值仿真结果比较,测试相对误差控制在5%以内,精度较好。同时,由于该方法无需在叶片表面大量布装传感器,故具有在不破坏叶片表面原有形态,完整保留风轮流场和结构场特征的前提下简捷获取风轮典型振型动频值的测试优势,有效解决了现今风轮典型振型在运行工况时动态频率值监测难、识别难的技术困境,同时可为风轮健康监测提供参考。

大跨度拱桥静动力试验与结构识别的实践

由于有限元建模中存在不确定性因素的影响,大跨度拱桥初始设计模型的理论分析结果与现场测试数据之间存在一定差异.为了消除模型校验技术中的认知不确定性和随机不确定性,从而更好地进行结构识别,本文以来华大桥和巴溪洲大桥为例,对其中若干关键问题进行了讨论.通过合理地现场勘察与精确的有限元模拟相结合,基于灵敏度分析方法进行不确定性参数筛选,并最终采用最小二乘法进行参数优化,实现了可靠的结构工作状况评估与响应预测.研究包括现场静动力试验、有限元模拟、模型校验、响应预测和校验合理性评估等.基于精确建模和模态参数的校验技术可以有效地减小有限元模型与现场静动力试验结果之间的误差,使用未经试验结果校验的设计模型,进行两座桥梁校验系数的评估,分别存在着21%和23%的误差.

桥梁结构检测与评估中若干动力学应用问题的研究

在桥梁结构检测与技术状态评估中,涉及到一些结构动力学基本概念理解和应用的问题.对结构各阶模态的位移响应与应变能的关系、结构自由衰减响应及其在桥梁结构阻尼识别中的应用、结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其桥梁结构技术状态的评估、混凝土材料弹性模量动态测试方法、混凝土材料抗压强度推定的基本原理以及桥梁斜拉索/吊杆内力测试的正确运用等结构动力学应用问题进行了辨析与探讨,使其在桥梁检测、桥梁荷载试验及桥梁结构技术状态评价中能正确运用,从而获得客观、可靠的结论.

结构动力学应用中若干基本概念的探讨

随着对结构动力特性的研究,其被广泛应用于工程技术领域,由此涉及到一些动力学基本概念的理解和应用的问题.文中就周期信号基频与结构第一阶固有频率的关系,结构位移模态与模态应变能,结构自由衰减响应及其在结构阻尼识别中的应用,结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其应用等问题进行了初步探讨.特别是结合桥梁的检测、荷载试验、结构计算、状态评价等有关应用技术问题进行了辨析.

动力学环境试验数据采集系统结构及性能分析

文章在总线结构、硬件组成、数据管理模式、扫描正弦数据处理方法(频率辨识、幅值估计)方面研究了目前动力学环境试验各种数据采集系统的特点和差异,同时对未来超大型数据采集系统的发展趋势进行了分析。

结构物理参数的分频段加权辨识

利用小波分析多分辨率分析原理,建立线性系统多尺度动力平衡方程。将外荷载和线性系统在荷载作用下的响应作正交小波变换,得到各频段的小波系数,由多尺度动力平衡方程建立系统的参数识别方程。在不同频段根据系统的信噪比大小确定不同的加权值,对结构物理参数进行加权最小二乘辨识。该方法能较大地提高结构物理参数的识别精度,并且识别精度随着小波分解层次的增加而增大。

填充墙MTMD减震结构振动台试验与动力时程分析

为研究利用填充墙作为质量块的填充墙MTMD减震结构的减震性能,设计了不同阻尼器钢片厚度(频率比),不同质量块布置(质量比)的填充墙MTMD减震结构,以及无TMD的普通抗震框架结构,进行了不同地震输入水平下的振动台试验和动力时程分析。模态分析表明,填充墙减震结构各阶振型比普通框架结构的自振频率更小、周期更长,振动特性主要由第一阶平动效应控制。试验和时程分析得到了基本一致的减震规律,即减震结构在中、大震阶段具有显著的减震效果,地震作用越大,减震结构的加速度减震效果越好,由于阻尼器限位作用,位移减震效果变化不大;阻尼器钢片厚度决定主子结构频率比,频率比越接近1,减震效果越好;对于第一振型为主的多层结构,质量块布置数量对减震效果影响不明显,可考虑仅在顶层设置TMD质量块。

高速铝带轧机振动测试分析与振动机理研究

针对某大型企业2800四辊可逆式轧机出现的严重振动问题,为掌握轧机的振动规律并确定振源,进行了现场测试研究。从实际轧机机组运行中采集多物理过程的表现状态与过程信息,对轧机垂直系统振动特性进行了测试研究,确定了其振动机理和振源。采用六自由度简化弹簧质量系统建模对轧机固有特性进行了仿真分析。测试与分析表明:主导振动为轧机垂直系统的自激振动,确认振源在辊缝,确认辊缝多因素耦合导致的轧制过程动力学响应最为突出,得出了工作辊动力学行为的集中频带与核心频率。分析结果和诊断结论对于制定合理的结构动力学修改策略,消除轧机自激振动具有重要的意义。

东江大桥模态试验与分析

通过对主桥进行模态试验分析,识别出桥梁结构的固有频率、模态振型、模态阻尼等桥梁结构的动态特性参数,并运用有限元Midas-Civil软件,根据东江大桥设计书的具体参数,建立了主桥的理论计算模型;将模态试验结果与三维有限元模型计算结果进行了比较,二者吻合良好,从而对东江大桥主桥的抗扭、竖弯刚度及对称性等物理参数进行定性评定;测试结果可以为有限元模型修正及工程交竣工验收提供依据,同时也为桥梁使用状态评估、健康监测提供较可靠的基准模型。

电动服装剪裁机的振动实验分析

本文利用锤击激振实验测试方法和微机动态信号测试与分析技术，对电动服装剪裁机进行了振动实验分析，确定了该机振动的频率结构和振动类型；并在对振动信号传函分析的基础上，利用Ｎｙｑｕｉｓｔ曲线拟合方法进行模态识别，得到其各阶固有频率及阻尼比等参数，为电动服装剪裁机动态性能的改进提供了有益的参考．

随机多输入试验模态分析方法

本文提出了多输入随机振动试验模态分析的两个新方法;组合频率响应函数法(CFRF)和多重频率响应函数法(MFRF)。通过某一导弹的模态试验在微型机上实现了全部的分析计算,获得了满意的结果和有益的结论。

钢结构人行天桥的动力特性测试

钢结构人行天桥是一种特殊的结构形式。针对其自身动力特性及动力响应问题,结合工程实例进行了动力特性测试和研究。详细介绍了测试仪器及测点布置、测试方法,评估了人行天桥结构的舒适性,并为同类结构的动力特性研究提供参考。

基于监测数据的永宁黄河公路大桥动力特性分析

首先介绍频域分解法理论基础和算法实现,然后以永宁黄河公路大桥为背景,介绍结构健康监测系统在实际桥梁中的应用,基于监测数据采用频域分解法进行桥梁结构动力特性分析,将识别结果与成桥荷载试验和理论计算结果进行对比,验证了频域分解用于大跨度桥梁结构运营模态分析的可靠性和有效性,识别结果可以作为桥梁结构安全状态等级划分与评定依据的一项重要指标。

结构动力分析的实验应变模态法

推导了悬臂梁结构应变振型和应变频响函数的表达式，并用试验方法得于了结构的应变模态和位移模态。研究结果表明，根据应变频响函数矩阵的１列，可以识别出结构的应变模态参数；而根据其１行，则可以识别出位移模态参数。比较了根据应变频响函数和加速度频响函数识别出的位移模态、结构固有频率和阻尼参数的一致性，并进一步讨论了应变频响函数的特点及应变模态分析的优点。

基于模态数据的长细结构小损伤精确识别研究

本文针对现有的损伤识别方法不能满足部分结构损伤识别精度要求的现状,对结构的小损伤精确识别方法开展研究.以长细结构为研究对象,对具有不同损伤位置和损伤程度的圆柱形的轻阻尼梁结构进行了数值分析和实验研究,应用数值计算方法和实验确定的特征向量和特征频率对长细结构裂缝参数进行识别计算.本文在研究过程中编制了一个创新性的预测程序,通过其一次性生成目标函数图来选择合适的初始参数,从而对识别结果进行分析.研究结果表明,应用本文提出的识别方法,裂缝位置的识别误差可以控制在0.05%~0.28%范围内,裂缝深度识别误差低于7%.

服役预制板结构动力特性测试及分析

结构动力特性是结构本身的一种固有属性,通过测试结构的动力特性来判断结构性能或识别结构损伤是一个有效的途径。本文通过试验实测了服役房屋结构某预制板的固有频率及振型等结构动力特性,并通过ANSYS软件对该预制板进行了有限元模态分析。测试与分析结果显示,预制板前三阶振型所对应的振动频率实测值与理论分析值非常接近,表明了该结构在服役了多年后其性能状态仍是基本完好的。

基于动力参数的RC梁结构损伤识别方法研究

现有RC梁结构动力损伤识别方法存在对局部损伤不敏感、各阶模态振型不能完整反映结构损伤信息等问题,且未考虑不同阶振型对结构损伤识别敏感度的影响。本文提出了一种基于动力参数的RC梁结构损伤识别方法。首先,根据振动力学理论,推导RC梁的模态振型曲率与结构刚度的计算公式,结合振型曲率,建立基于动力参数的损伤识别方法。然后,通过有限元软件ABAQUS构建钢筋混凝土简支梁模型,利用有限元单元刚度下降模拟梁结构损伤,并结合各阶振型曲率对方法进行修正。最后,开展了1根未损伤梁和5根预损伤梁的预损伤RC梁动力试验,对损伤识别方法进行了验证。研究结果表明:振型差曲率能够反映结构的损伤状态,基于敏感度修正后的损伤指标的识别效果更好,能更好地对结构的损伤状态进行判断。损伤指标值在损伤位置处产生峰值,且其值与损伤程度呈正相关。该损伤识别方法不仅能够准确地识别损伤出现的位置,而且能够得到与实际相符的损伤程度识别结果。

环境振动系统识别方法的比较分析

对土木工程结构在自然环境振动条件下系统识别的方法进行了评述 ,重点讨论与比较了频域识别的峰值法 (PP)和时域识别的随机子空间法 (SSI) .实例分析包括一 15层高的钢筋混凝土建筑和一座钢拱桥 .实践表明 ,PP方法简单、快捷、实用 ,但结构阻尼无法识别 ,且振型识别精度不高 ;SSI方法计算工作量大 ,费时 ,但识别质量较高 ,借助于稳定图 ,可以识别出PP方法无法识别的相邻空间振型 .实用中建议 ,在现场实验时用PP方法检查实测数据并初步识别结构的动力特性 ,随后再用SSI方法做进一步的细致分析 。

结构动力学在桥梁工程应用中若干问题研究

结构动力特性被广泛应用于桥梁结构技术状态评估中,由此涉及到一些动力学基本概念的理解和应用的问题尚待深入探讨.本文就周期信号基频与结构第一阶固有频率的关系、结构各阶位移模态的贡献与模态应变能的关系、结构自由衰减响应及其在结构阻尼识别中的应用、结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系及其应用等问题进行了辨析,特别是结合桥梁的检测、桥梁荷载试验与状态评价等有关应用技术问题进行了分析.

残损明清古建筑木结构动力特性研究

古建筑木结构在历经几百年的服役后存在不同程度的残损,显著降低了结构的受力性能。为研究残损古建筑木结构的动力特性,选取北京故宫内具有明清古建筑特征的井亭木结构为研究对象。通过现场检测,确定结构的残损类型并分析残损原因,同时,采用环境激励法进行现场动力测试,获得结构的前3阶自振频率和振型。基于实测结果并考虑材料老化、立柱倾斜和柱脚糟朽等损伤因素,分别建立结构的完好和残损有限元模型,对其进行模态分析和地震响应计算。研究结果表明：由于重屋顶和关键节点的半刚性构造特征,木结构的自振频率相对较低;材料、构件和节点的残损降低结构刚度和自振频率;在地震动作用下,残损结构的柱脚水平反力小于完好模型,而其加速度和位移响应明显大于完好结构。