市政桥梁培训之桥梁振动测试技术

市政桥梁培训

桥梁荷载试验

福州大学土木工程实验教学中心林友勤

桥梁荷载试验第二章桥梁振动测试技术

主要内容：§2-1概述§2-2系统动态特性的表述方法§2-3振动测量系统§2-4拾振器§2-5数字信号分析简介

§2-6实验模态分析简介§2-1概述

一、振动测试的目的及意义§旧2存-劣1寸概森述§2剧-1削概述§胳2攻-猫1鞠概茫述一、爸振动发测试惹的目财的及练意义目励的傲：割通顿过填振均动羽测乞试辜得肝到吃系伞统尘的搜频蛇率叔、鉴阻陪尼位比互、终振筛型§2组-1蜻概述单锈自果由惭度严系喂统滋：蓬m档，虏c骆，询k链系翁统受到让重力喷、阻战尼力颂、弹失力、络惯性绳力及义外荷雕载F悼si盯n(弦ωt奇)X殿(学t欧)F0s忠i匀n抢(曲ω济t烧)平衡堡方程伤：方冶程浇的趟解摆：衰减剩系数商n：有阻妖尼振仪动频司率：§该2牵-版1哲概阅述进蜻入向稳主态港后牢：X溪(州t宏)F0si甜n(硬ωt睁)§般2猛-握1喇概溉述X(滚t)F0si见n(科ωt批)§2威-1齿概述二、尽解决残结构碎振动拌问题全的两类种方悟法1、理叔论刃分负析翻法娇—梅—是正界过上程2坊、实兆验睛方现法乐—浪—热逆呆过飘程§2看-1周概述思考午题系统火物理他参数探、模促态参秤数、眨及响杀应参守数有覆哪些妙？§兰2估-记1祸概碌述三、区振动圆测试辽的任窜务：——饰单自虑由系奏统的稻运动价微分宿方程——剧多自厨由度芬系统爆的运怜动微殊分方略程实验库验证—卧—是振艘动测液试中价的正晶问题参数嫂识别寒或系响统识撞别——是考振菌动锅测莫试禾中讯的夺第舍一蚊类起反貌问倦题载荷智识别——是振染动测押试中拖的第回二类货反问题振健动竭控弯制结新构辉健之康胜监帆测§2总-2城系统盾动态居特性宾的表始述方条法系警统抱的秘动项态刷特垄性宿，杯可丈在辨不装同浙的珍表饲达例空肾间叮借照助息于预各荣种术数袜学书模彼型崖来之描开述著。绕在待振蚂动仿测想试狭与包分月析糟中缎，蹄系鲁统都动革态休特茫性膨的御描单述功通端常浴有柳三猾种著：时间腥空间恨（时织间域梯）—女—时道间模层型频秘率趴空衰间段（闲频补率眉域犹）担—嗽—青频升率牵模听型模杰态飞空恢间伯（像模盐态央域挖）嘉—丢—真模半态挎模声型一、析时间纳域模踪蝶型时春间棚域惭是阅我筹们则最模为到熟当悉谊、期最竟为弦直外观赤的蜻描傲述书事坚物敬变赤化交的语空应间喇，它估是助以盼机疏械嗓量殃的烟瞬央时妇值傻为摔纵拍坐饮标柔，摧以仇时旦间怕为消横帖坐秃标罗，得蓄到里的播振剥动与记意录廉波落形渣。一、贼时间察域模揉型位推移任：速泼度疯：加速坑度：一肌、猜时症间桐域还模趋型涂—赠—橡1羽）佩简谱谐隔振馅动当某原一机递械量x随时迅间t按会正滑弦溪规嚷律膨变群化巧时奋，姿称冶之蚕为椒简歇谐兄振流动膛。厅其较一仰般烦表匀达莲式旬为与：位移塑：振栏动罩位劣移鹿位列移届振侍幅遮振述动界圆重频厕率脆时肾间密初僚相愤角速宗度替：加速江度：超恶低小频冶桥唐梁升（调大雪跨冶径勉斜汗拉倾桥绒、羽悬朋索掠桥退）薄振烫动古测况试乏时应，维往鸟往扎选铁择待位丸移克传肃感收器一、跳时间祸域模访型—踪蝶—1钢）简寸谐振极动式唯中脆A胜、宇φ窃、彩ω疼分吵别傻称完之蛮为使振痛幅座、翠初镇相改位夕和棍角葬频裁率梢，授它识们暮是迫表伐征经简涉谐弄振穗动裳过育程汪的哈三茂要凝素一戚、索时皆间肿域越模冠型阁—宁—2地）析自溪由镜衰谦减休振哲动式中折A、院α、奇ω泛、味n它瞒们是崇表征茧自由宝衰减歇振动仿过程换的四针要素该曲孟线可俊通过雹跑车坊试验桨当车劳辆离桥开桥辆面后传测量隆桥梁票的余眯振得地到。储因此究桥梁怒自振缓特性竿测试前特别越是桥贯梁衰众减系盯数或馅阻尼布比往俱往通服过跑娃车试纪验测冷得。振龄动升频圾率透与聋固盐有具频漆率意的盟关俩系沾：一剥、廊时倾间舰域野模抹型荐—漠—担2）害自宪由惭衰银减法振喜动一对、僚时秀间尤域田模饿型勺—神—3）真复杂复周期各振动由多段个不掠同频拉率的轨简谐恐振动询合成一、只时间冶域模扶型—透—3研）蔑复您杂覆周乒期缴振挥动周矛期阁振万动演时炸域楚波胸形揭的令特绑征味一滚般池由更下峰面送所河列失参姥量耀予决以首描捞述镇：1）战峰值2爷）均蹄值孕—陆波是形往的挂直胃流袜分逢量3）浙有效暗值—租它倦反含映咳信广号盼能孩量孟或跳功婆率食的尤大灰小4）方差拌—描醋述信搅号的权动态游分量一、俊时间队域模结型—炸—4殿）非处周期距振动阿或随客机振踢动Gaussian随机信号随机召振动考的特槽征：非确饥定性窜振动内，不糠能预赖估，中不可差能完润全重盼复具浇有斜统骂计遇规袜律历性一、炸时间独域模健型—育—4傅）非恼周期派振动节或随绩机振划动1坦）均鹊值育—隙描拜述妄信淋号牙的征静封态资分墓量监（活或看直避流倘分伶量苦）2）呀均方愉值（书-平柜均功引率）馅—描蚂述信谷号的获能量3）方蜓差从—荣描拥述柏信司号泪的恢动污态孩分泻量一豆、态时玩间堡域喉模事型数据再信号筝处理君时，寇对信欣号进坝行去帅均值题，是趴为了色消除馋信号龄中的翠直流它分量蒜。否罗则信冬号作门频谱斤分析胃时，扶在频降率零毒点处舍会有浇一个腹很高辰峰值鱼，从片而降惕低了爬各阶萄频率葵的峰习值。二波、绞频杆率爆域念模壮型找—美1染）央简脚谐姐振额动是畅在覆频看率较空饶间睁中戏来位描方述凯系俘统威的访动思态没特诉性织，尺时茶间考域问转嗓入刃频厅率稿域简投谐呢振艇动时间牙域抄频呜率域简谐灰振动摇频谱岔图是纳一条跑直线频缠谱恋图敌横法坐阿标营是化频岗率二、团频率保域模丙型—虫—2）复杂意周期少振动二、程频率弱域模钢型—伐—2）复杂萌周期作振动复杂烟周期妖振动坑频谱部图是缓由若艘干条锅离散话线组确成二、凑频率宾域模露型—超—2螺）复杂饶周期事振动复杂丑周期占振动对于颗周期黑振动只要广其满吴足狄惠氏条秃件均命可展颗开成馒傅立猴叶级马数，宴如周掉期振详动可馋表示维为：二、冒频率党域模掘型—纲—3）装非周毕期（随摧机晨）银振也动对于到非周徒期振耻动，绣其周锈期T委无限衡长的劳，频边率分飘析法福仍是易十分颜有效悲的方励法，上非周暂期振掠动的缴频谱毙分析惕法与灶周期设振动混的频效谱分庄析法养基本示思想版类似陆，不塘同之爽处是版周期短振动团频谱镇分析带法是万基于它博里析叶级庸数展厦开，辱非周泽期振护动的头频谱盘分析警法是弟基于伶博里痕叶积致分，浩都是福把一朵个时扑间域驻的振曾动信长号函逢数转属变到慕频率摇域函剩数的册一种戒计算擦方法伐。与兼周期亩函数架的频惠谱不真同，非宇周济期骂函摄数晓的公频敬谱伯图堪形机是誉频遍率千的冰连相续池曲遇线只，穷故匠称物为杰连徐续逗谱吉。周期夹函数揪非周付期函塌数傅里动叶积醒分三远、乡丰模景态删域塞模铃型模态基域是淘振动摸分析返中的资一个恶表示惰空间三历、侮模模态宴域礼模挂型§肆2盟-拥2裂系雹统笋动送态间特放性走的篮表赠述冰方过法综上督所述医，表御示系证统动喊态特衬性的香时间怨域、中频率墨域和离模态芬域之形间的桂关系室仅仅端是从寺不同紧角度熔来看笑问题赵，它早们之款间对科信号笑来说每是没污有任洒何差距别的岗。每牲一种醋领域鸦都只孔是为缘瑞了解策决问遭题的龄方便米。§2量-3蜡测动剧测量滥系统三埋要组素轨：输梳入骡、攻实亿验琴对消象嘴、队输沟出§中2微-劲3煌测倍动扛测捆量很系滩统一、依振动工测量板系统周的组股成（或四个鸣部分慢）四值个才部铅分吗：章激虚振宵、中传纹感阴、盾传振输梨、虎测丈量袖或涨分约析雾部待分§韵2辨-绑3器测揪动尤测悲量然系奔统§暴2场-肯3犹测前动洞测塌量西系农统§差2糖-幼3惠测贪动挠测袄量渡系堂统§却2苍-浪3葡测逮动多测寇量范系岂统二冰、知激冒励尽方萄法环侍境咽激面励强挨迫膝激能励局部浩激励§2苦-3掩测动思测量后系统二、辱激励腹方法1.聪环识境激岗励：炸激振技力来须源于盯环境垂，无细法测呢量输爷入。优屠：清无传需倚激堵振施设顽备伤，洞成想本起低诵。缺妥：影信痕噪芦比奖低妻，爽由耀于钉环肥境中激或励耀输覆入蔬无们法陕测量，轻故无劲法得造到频疼响函饱数。§恢2为-献3层测刃动扬测鹿量闪系朵统§2广-3捆测动跃测量意系统二、沃激励难方法2砌.肺强奸迫效激斜励炸:厚激不振毯力予来习源龄于劲冲氧击坛锤视、隆激泛振示器竖、忧振孕动来台高等优：婆信噪悉比高辽、可父作出傅系统番的频淋响函临数。根缺：元成本键高初泽位边移呆法初位来移法课或突仿然卸唯荷法送，系甩统按脸第一移阶固糊有频傅率作唉自由糕衰减毯振动浩，因耍此该伪方法能只能民得到安第一哄阶模时态参盈数。初赤位守移掩法初位脖移法§催2沈-承3薯测先动密测阅量壤系严统3膜.疫局姐部垄激郑励群：则对费结宅构眉进浆行哀局岁部赴激旁励近典年塘来济出佳现钞的增微添电搭机员系温统笨（杨M牲E役M犁S胖）涌是犯集仇激奖励奴与彩传全感狡于圣一疼身糟，花使搞得店结省构邻局慈部培健汪康耻监胜测华成遵为羞可体能狂。§2屋-3导测动茄测量格系统三、他激励己信号稳态益正弦困激励厨：优点衡：激偏励力施频率身和幅户值可盐以调坦节，碎测试田精度扔高，窃激振壁能量诊集中需在单辈一频鸽率上裳。缺点候：测失试时征间长耕，需滋要从狭低频勇逐步最进行右扫描静测试§2申-3卫测动泻测量堤系统2.滤快速赢正弦扒扫描依—时卷间域罢图形比：§2治-3爬测动愤测量阴系统2.院快速采正弦介扫描苏—频蔬率域击图形晒：优承点左：严测种试先速疤度带快歪。缺点宴：需同要控落制时金间的爪特殊喇硬件§故2牲-安3残测逃动萍测轰量水系厉统脉冲智时域府及频结域单位尼脉冲僚信号携的频浑谱图效是一贸条平乒直谱秃，包楚含0括到∞判的所偶有频旦率成舟分。§络2研-近3修测域动幼测欺量徒系狗统3.鸣脉冲朽激振们：优点茶：激凶振设摔备简盏单,只董需胞一带把歼冲郑击国锤为。缺点陷：要乖消除最噪音揉影响孤需进卧行多滥次锤重击快速棉正弦颗扫描案激振耳法与韵脉冲艘锤击跳激振守法，飞试验斯时间雾很短罢，均荷属于脂瞬态疤激振柔法，长快速沃方便矩，能爹够同校时得泽到系哑统多限阶的样模态醒参数蛇，在千模态刚实验谱中经港常用虹到。§2剖-3裤测动孩测量违系统5熟.纯随西机激肤励优杀点附：可以诸经过拣多次拥平均横消除欲消除成噪声拖干扰慌.缺点鸟：容宰易产谢生泄渡漏.6遇.略伪旷随鹅机代激突励一抱个腰周忘期直内翅是斤随促机萄的晓,婚但帆各相个唇周尾期铅内梨的决激久励执信街号蛙是胡一润样梦的丢.优点回:很微好控槐制泄殖漏惰缺均点:歪容易掠受噪辱声干脾扰7跌.峰周框期迫伪局随些机氧激宰励姻:由伪山随机倍信号浑组成蓝,当补激励朽进行载几个裂周期坊后,抚又出迫现一卷个新伤的伪亡随机狸激励滚信号言.优狗点帝:理它撤综偿合够了窝纯刚随漂机乓激少励忆与顽伪衡随决机靠激蚂励差的筐优鹿点仆.桥梯梁说自厕振州特挠性番测熄试融常纸采此用踢的江环惠境湖激椒励目义前闲桥酱梁都自毁振私特谦性测测职试窗时奴，接环丧境竿激特励光是巴一绩种傍应色用锄最料为舒广朴泛熔的秘测璃试捎方胁法远，央这拨种押方誓法范认要为做环扒境满激邻励后输市入卸信卵号痕是掏纯宇随险机上信估号捕（漏即睡白摊噪上声垂信树号塔）高。岛白垄噪饮声团信响号婶的棍频和谱陕图向与则单孟位覆脉蒙冲除信及号距一件样费，变也钉是姐一咐条蚕平在直疼线光（南平威直叠谱德）亏，横即组输途入颗信微号瞒包千含急0聪到拣∞绳的周所塌有港频恐率申成拥分隔，君因远此缝可佩以乳得屡到霞桥跃梁弓多窗阶倒的直自嫁振亭特妇性则。§2掀-3收测动挖测量涝系统四蜻、戚激律振掘设级备机劣械飘式赌激梁振梨器§滩2柱-很3味测剑动迈测品量下系狮统四、螺激振土设备2.莫电磁宅式激容振器§五2锐-突3要测扁动队测颠量穷系租统3.录力锤老:力纳锤又创称为扁手锤丘，是兴目前病试验疲模态非分析膜中经骨常采围用的前一种喂激励桨设备睬，冲红击力巷可达匪10辆吨左轰右，浸由锤准帽、揉力传芹感器丈、锤用体等棉组成棉。§店2很-齿3厘测虹动啦测狼量缎系众统§博2缴-迁3斤测训动剧测坑量逗系伞统力锤§2付-3钱测动队测量貌系统脉冲境时域派及频签域利乏用痰力率锤痛进冲行悟模富态塞实波验旋时澡，拐对协于屈同逢一帮实盗验天对俩象止，辈力攀锤挤锤慎帽向越束硬泳，墙输愉入授信唯号笋的洞频音谱疤图世频破带突越乱宽泊，疑但瓜能仁量显越蕉分驶散朵。反之凳，力巧锤锤真帽越惩软，梁输入页信号捐的频外谱图虹频带罩越窄裹，但跪能量酱越集炸中。因此际，试互验对全象频娱率较供低，尖则应歇选择熊软的毒锤帽役，试冒验对触象频便率较举高，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