[建筑]以模態(tài)分析方法識別鐵路橋梁的自振頻率(編輯修改稿)
2024-09-23 14:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 S自動選擇自由度。2) 次空間法(subspace method)：通常用于大型結(jié)構(gòu)中，僅探討前幾個振動頻率，所得到結(jié)果較準(zhǔn)確，不需要定義主自由度，但需要較多的硬盤空間及CPU時間。求取的振動模態(tài)數(shù)應(yīng)該小于模型全部自由度的一半。3) 非對稱法(unsymmetrical method)：該方法用于質(zhì)量矩陣或剛度矩陣為非對稱時，例如轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。其特征值(eigenvalue)為復(fù)數(shù)，實數(shù)部分為自然頻率；虛數(shù)部分為系統(tǒng)的穩(wěn)定度，正值表示不穩(wěn)定，負(fù)值表示穩(wěn)定。4) 阻尼法(damped method)：該方法用于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有阻尼現(xiàn)象時，其特征值為復(fù)數(shù)，虛數(shù)部分為自然頻率；實數(shù)部分為系統(tǒng)的穩(wěn)定度，正值表示不穩(wěn)定，負(fù)值表示穩(wěn)定。5) 區(qū)塊法(block lanczos method)：該方法用于大型結(jié)構(gòu)對稱的質(zhì)量及剛度矩陣，和次空間方法相似，但收斂性更快。6) 快速動力法(power dynamics method)：該方法用于非常大的結(jié)構(gòu)（自由度大于100,000）且僅需最小幾個模態(tài)。該方法質(zhì)量矩陣采用集中質(zhì)量法。3 用模態(tài)分析方法識別梁、墩的自振頻率用模態(tài)分析法識別橋梁的自振頻率，能較好地解決常規(guī)試驗中實測頻譜圖自振頻率不容易辨清的難題。模態(tài)分析是通過試驗采集系統(tǒng)的輸入輸出信號，經(jīng)過參數(shù)識別獲得模態(tài)參數(shù)。具體做法是首先將結(jié)構(gòu)物在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行人為激振（或者環(huán)境激勵）。通過激振力與振動響應(yīng)，找出激勵點與各測點之間的“傳遞函數(shù)”，建立傳函矩陣，用模態(tài)分析理論通過對試驗導(dǎo)納函數(shù)的曲線擬合，識別出結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，從而獲得結(jié)構(gòu)物的模態(tài)振型。在梁的測試中，測點布置為沿梁水平分上下兩層共布置18個測點，即每層9個測點。因為我們主要關(guān)心橋梁的橫向振動，所以在測試中使傳感器測試方向為橋梁橫向。激勵源采用北京東方振動和噪聲技術(shù)研究所研制的DFC1型橡膠頭聚能力錘。試驗敲擊點在距梁端1/4跨度處，這樣可避開敲擊點在節(jié)點處，保證橋梁前幾階模態(tài)不致丟失。表l是實測梁水平橫向模態(tài)頻率、阻尼和振型。從模態(tài)振型可見： Hz為梁墩整體剮體橫向擺動振動頻率， Hz才真正是梁的1階橫向彎曲頻率，這個頻率在頻譜困中很不突出。表1實測梁（ m）水平橫向模態(tài)頻率f、阻尼D和振型模態(tài)階段f/HzD/%實測模態(tài)振型1梁與墩整體剛體橫向擺動振動2以梁固定端為約束的梁橫向水平振動3以跨中為約束的梁端橫向水平振動4梁1
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