桥梁振动分析测试与识别

1、广州大学硕士研究生课程结业论文论文题目试验报告课程名称桥梁振动分析测试与识别土木工程学院建筑与土木工程学生姓名(学号)刘小伟(2111316139)2014年1月5日桥梁振动分析测试与识别课程学习报告简支梁（*跨连续梁，对边简支板，角钢梁等等）模态分析试验报告土木工程学院建筑与土木工程专业 姓名：刘小伟 学号：2111316139试验地点：工程北131室试验时间：2013年12月5日至28日。试验设备：（型号）加速度传感器6个，（型号）电荷放大仪一台，（型 号）信号采集仪一台，自备（型号）电脑一台，DASP采集分析软件 一套，连接线、电源线、数据线若干。一、试验设备设置如图1图2简支梁模型模态

2、试验设置三、信号采集参数设置参数设置：在采集过程中，采样按频率采样，设置为50HZ ,如下图图1采样频率考虑到实验测的连续梁尺寸和实验效果，因而通道数日设置为三 个通道，起始通道设为通道1。采样开始条件为自由触发，采样时间 为 40S。四、试验过程激励方式：通过施加冲击荷载实现采集结果：实验的时间历程图如下所示图2时域波形分析图五传递函数分析过程如下图所示，为三个通道的传递函数图。1 r mWmV) 1 1传阴幅值 光标:Nc=f=Ci,Ci书兆Hz,H=l L r I|i i i1.0 70.5 - TOC o 1-5 h z ii0,0 !L!iiiJ_Ii1i1i1i1iJ(Hz)024

3、6&1012141618图3第一通道传递函数50普烦少1欧习传睡幅辱 光杯:Nc=；5f=N5曾瑚仁以=。,5平661&2相干系数光标：Nc=15Z=N5%49HlCo 50普烦少1欧习传睡幅辱 光杯:Nc=；5f=N5曾瑚仁以=。,5平66-I0.0 ：!L I - jLJLLLi 、“ I _土J：(HN024681012141618传递函数分析 二一=数据卷巍7 试盛传递函数分析 二一=数据卷巍7 试盛色:刘晓伟 试验号1 澈信号 输出信号：1 十-务析参数-r. SF: - 51; 1898HiA?: 19. 996Hj df. 0. 04999Hz dt： 19.5156ms FFT

4、点成：1也4 i酸嫁数：401 重盾耘:0 平均澜：1 一一加窗世置 新炙信号术加窗 辐出信号：味加窗 Q噎毓标-Q Ne； 20. 04999Hzmsip 传递函戴分析 二数据墨蜿T 试混:刘晓传 试验号1 澈信号 输出信号窟 廿务折参.数，r. SF: Bl 1898HzA?: 19. 996HE!1:df. 0. 04999Hz dt: 19：溺 5156ms FFT 点16.24 谱舞条数：401 重叠萦如 平均净1 一加窗精置 输家信号：术加窗 .输出信号：:味加窗 - 7. 54849Hz(mV/mV)传函幅值 光标：版=207,旧=10,297&,11=：1,。242|6-| (

5、mV/mV)传函幅值 光标：版=207,旧=10,297&,11=：1,。242|6-| = l f 了|1|；100 -asip50传递函数分析 二一、敏据参数- 试验名:郭晓传 试验号：i 输入信号：1 输出信号：:堂 犬务析参数-.SF: 51.1898HiA?: 19. 996H； I_0- I I I ， 一 IHe)01012141618df. 0. 04999Hz dt： 1953516msFFT点数：曲4 i酸嫁数：401 重叠系数:0 平均次数：11& 3相干系数 光标:Nc=207rf=10.2979HzrCo = ll.o : I -，|I I ， 耳二 |,|1,匚0,

6、0 1i1J!i!i1i-J!i11!11i! (H?)1012141618一一加窗设置tk； 输炙信号：不加窗 辐出信号：:味加窗 心3-读数光标-空： Ne； 207 - 10.2979Hz图5第三通道传递函数传递函数原理：传递函数分析就是对一个系统，通过其输入信号和输 出信号，进行系统的频率响应分析，它反映了系统对信号的传递特性 (幅频特性和相频特性)，取决于系统的本身特性，与输入无关。若 系统的输入和输出分别为x( t )、y( t )，则传递函数定义为输出信号的 傅立叶变换Sy ( f )与输入信号的傅立叶变换Sx ( f )之比。也可以利 用输出与输入信号的互功率谱Pxy ( f

7、)与输入的自功率谱之比得到传 递函数Pxx ( f )，其数学定义为：Hxy( f ) = Sy ( f ) / Sx ( f ) = Pxy ( f ) / Pxx ( f )。式中：Hxy ( f )为传递 函数。传递函数分析后，得到的Hxy ( f )为复数，具有实部和虚部， 以每个频率的实部作为横坐标，以虚部作为纵坐标，绘出的图形就是 奈奎斯特图。相干函数(又称为凝聚函数)定义为：r2xy ( f ) = I Pxy ( f ) I 2 / ( Pxx ( f ) Pyy ( f )式中：rxy ( f )为相干函数，Pxy ( f )为互功率谱，Pxx ( f )、Pyy ( f )

8、 为两个信号的自功率谱。在进行系统的脉冲激励传递函数分析时，DASP还提供了性能非 常好的变时基传递函数分析方法，尤其对于大型低频结构，使用变时 基方法，可以极大提高传函分析精度。六、模态分析过程频率阻尼及振型(图，3阶)帮助(H)魅分析-DASP文件(F) FRFrt-M(C)结构生成(S)模态拟合(N)振型做(E)帮助(H)魅分析-DASP文件(F) FRFrt-M(C)结构生成(S)模态拟合(N)振型做(E)结果校验(X) MIMO(M)振型动IRA)结构显示(X)动画显示(D) ODS纯模态(P)查看(V) D(W) #玫， 4- - | $N P M S T1顽曰试验名：刘晓伟群用度

9、复原COINV DASP夕模杰动画:C:UsersAdministratorDesktop实渝敷刘晓伟加蹈风#O II。阶数频率 阻尼2.4750.000%9.3850.000%11.569-0.000%12.4750.000%日目目图6振型图七、理论分析与试验分析结果比较对三个振型进行分析，一阶振型就一个转折点，二阶和三阶振型都要 两个转折点，三个振型对比差异并不是很明显。同时在实验过程中， 与我同组的其他同学出现了第三个通道一直调试不出的情况，因而通 道数日只能设置为两个通道，对结果影响比较大。另外本次试验未进行标定，三阶振型对比相差并不明显，且与我同组的其他同学出现同样的情况。八、体会通过这次试验，我了解了一些检测方面的仪器并和知道检测的步 骤，进一步的了解了这方面的一些知识，例如结合模型定阶与后面的 振型，谈谈真假模态的辨别。虚假模态产生的原因主要有两方面：一 方面是由于计算过程中不合理的模型阶次估计导致的；另一方面是由 于实际应用中输入信号不满足白噪声的假定和/