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《实验25 桥梁振动测量实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验桥梁振动测量实验一、实验目的：1.学会用搭建桥梁2.掌握利用数据采集器和微机分析传感器数据3．通过数据曲线比较在桥梁不同位置上小车运动所产生力的情况4.研究桥梁共振。二、实验仪器：PASCO850数据采集器、微型计算机一台、振动器、桥梁组件等三、实验介绍：研究用手或锤子敲击拱桥所产生的谐振模式。对产生的振动做FFT变换以找到共振模式。然后用拟合了每一个谐振频率的正弦力驱动桥梁。将两个力传感器单元当做检测器对振动进行检测，三个负载单元沿桥梁跨度等间隔的放置。对于任何特定的谐振模式，单个负载单元可能是被力驱动较多，也可
2、能是静止不动的,这是由振荡节点所在的位置决定。驱动力是由振动器提供，振动器是由信号发生器带动并且由橡皮粘贴到桥梁上，以便振动器在正弦运动中对桥梁进行推拉。驱动力是由黏贴在桥梁上的一个负载单元测量。可以对桥梁引入缺陷，例如重新移动一根或多根工字型梁,然后重复实验，观察桥梁振动的变化。图1本实验搭建的桥梁图之一图2本实验可选择搭建的桥梁图之二连接到850数据采集器四、实验设置：1.参考本实验后面的附录说明，构造系杆拱桥。2.将2个5N的负载单元按它们在桥梁上的位置对应的连接到六通道力传感器的前2个端口上。3.可以选择将10
3、0N的负载单元连接到六通道力传感器的第六个端口上。4.将六通道力传感器插进到850接口并使用PASPORPT的任意端口。5.使用两条电源线（香蕉线）将机械波动发生器(SF-9324)连接到850接口的#1号信号输出端。6.通过六通道力传感器前面的“Tare”按钮，对负载单元进行调零。图3连接到850数据采集器7.在Capstone软件上创建一个带有二个图形区的FFT显示框,挑选出二个负载单元中每个元件的受力情况。创建二个Run-Tracked用户输入数据表,命名为“Res.频率1”和“Res.频率2”,分别代表了每个负
4、载单元的共振频率。图4有两个图形区的FFT显示框五、实验步骤：1.在Capstone软件上设置采样率为70Hz。点开自动模式，拖拽频率轴到最大频率为35Hz。2.开始记录,用锤子或你的手打击桥梁的顶部三次。3.在表1中重命名为“Hit1”。4.在FFT工具栏里,如果增加/减少按钮未激活,可通过单击按钮退出自动频率。然后减少格子的数量达到每格子1Hz。5.在采样控制栏的页面底部切换到回放模式。6.用回放控制单步调试数据,使用FFT协调工具寻找共振峰。在图4右边表中记录每个负载单元的共振频率。7.车在桥梁上运动时的实验数据
5、分析图5用锤子或你的手中间锤击桥梁两个力传感器的FFT显示框六、桥梁的驱动1.打开左边的信号发生器，设置信号发生器#1端口的频率为表III中的最低频率且振幅为10V。2.打开信号发生器。3.进入名为“驱动数据”的下一页，并确保所有的频率轴设置为0到35Hz。当切换页面时,它会问是否关掉信号发生器:回答“保持打开”。你需要打开自动模式,重新调节频率轴。这会引起采样率到大约70赫兹。4.记录大约5秒钟。注意桥振动时的形状。节点在哪里?在分析页面记录你的观察。5.回到这个页面,改变信号发生器的频率到下一个最高，重复步骤3和步
6、骤4。对表III中的所有频率进行上述操作。如下表：七、实验分析：输入观察桥梁的节点相对于盒子里负载单元的位置。对比每一个FFT的振幅，找到最强的振动。退出FFT的自动模式,突出显示图例中的所有测量结果,减少格子的数量，达到每格子1/2Hz。挑出垂直的刻度，以便负载单元(除了驱动负载单元(#6)的值是最大的。然后点击图例中每个负载单元的受力，以便将每一个传感器提到到前面。进一步的分析：1.如果最低固有频率不是基频,试着以更低的频率驱动桥梁,看看是否可以得到更低的模式。2.除去负载单元#2对面的一个工字型梁，重复实验,看看
7、可以检测出结构的差异。3、小车运动实验分析：当小车在桥梁上运动时的实验数据分析如下图：附录：构建系杆拱桥拱形的构建这两个横杆如图1所示,当并排连接时构建拱形的一半。下一半重复这个方式。使用拇指螺丝(图2)将梁连接到连接器。半圆槽表面上的连接器(图3)标记为A和E.在最右边的#4梁在横杆前面连接槽E,在横杆背面连接槽A。图1：梁需要为拱形构建两条横杆图2：特写ST=直连接器HR=半圆连接器Screws:螺丝图3:这两条横杆并不相同图4:使用#4平梁连接两条横杆SlotA:槽ASlotE:槽E使用扁平的4号梁连接两个横杆在
8、半圆槽连接器G(图4)。详细的十字支撑在下一个页面(图5)。图5：完成包括十字支撑在内的半拱形（参见下页的细节）。你大概需要完成两个！StraightCrossBracing：直的十字支撑CrossBrace：十字支撑如图所示(图6)使用白色的韧性的#5梁构建十字支撑。注意：角连接器(AC)允许的夹角为45°。图6：使用白色的韧性
