结构动力学实验指导书

《结构动力学实验指导书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《结构动力学》实验指导书，报告书（土木建筑学院工程力学专业）学号姓名班级中南大学土木建筑学院工程力学教研室黄方林编2003年5月1实验一动力学实验系统的认识一、实验目的1．了解现代动力学测试的仪器设备，以对动力学测试有一个整体概念；2．熟悉DH5937动态应变测试系统、DH5938振动测试系统的功能和基本操作；3．了解CA-YD加速度传感器的工作原理及应用；4．了解LC冲击力锤的工作原理。二、实验设备DH5937动态应变测试系统1台DH5938振动测试系统1台CA-YD压电式加速度传感器3个LC-03冲击力锤1把悬臂梁试验件1件三、实验内

2、容1．DH动态信号测试分析系统简介DH动态信号测试分析系统是基于PC机的高性能、便携式测量仪器，传感器信号放大后通过打印机接口送入计算机。根据被测物理量的类型分为应变、电荷、温度、电压等4个模块，DH5937动态应变测试系统和DH5938振动测试系统是其中的两个模块。测量通道从2到128可任意配置（通常8通道），每通道独立信号调理和A/D转换(14位)。DH5937调理为应变放大器，适用于应变及各种桥式传感器，DH5938调理为电荷放大器，适用于压电式加速度传感器和压力传感器。2．动力学测试系统框图传感器放大信号调理激励传输计算机打印数据

3、处理信号采集图1动力学测试系统框图23．DH5938的基本操作(1)接通DH5938及计算机电源，开机；(2)双击DH5938软件图标，进入主界面；(3)系统参数设置：①选择工作通道范围（开始通道1-1,结束通道2-8）；②从“设置(S)”下拉菜单“信号选择”中确定具体的通道；③选择采样频率；④选择采样方式；(4)通道参数设置；①测量内容（均选“压电传感器”）；②工程单位（选N或ms-2）；③转换因子（点击“压电传感器”修改）；(5)点击“绘图新建窗口”(可重复)；(6)将所有窗口进行“水平平铺”或“垂直平铺”；(7)点击“控制(C)”下

4、拉菜单中“清除零点”；(8)进行采样;(9)结束采样，数据文件存储。4.CA-YD压电式加速度传感器的基本原理CA-YD压电式加速度传感器采用压电陶瓷材料，利用压电效应原理，即压电晶体材料在承受一定方向的外力作用时，其极化表面会产生相应的电荷，且Q=d•F式中Q为电荷量，d为材料压电常数，F为作用力。这种压电传感器具有频响宽、灵敏度高、精度高、横向灵敏度小和抗外界干扰能力强的优点，目前广泛应用于航空航天、机械、土木、交通等各领域。本实验用加速度传感器由底座、质量块、敏感元件和外壳组成。常用安装方法有：螺钉安装（M5螺钉）；粘接安装（如用5

5、02胶、环氧树脂等）；云母片（隔热、绝缘）；磁铁座注意事项：1）压电式加速度传感器是精密换能仪器，使用时防止跌落；2）为保证其高阻抗性，使用时防止插座部位污染；3）不得自行拆开5．LC冲击力锤的工作原理P(f)p(t)tf图2力脉冲信号图3力脉冲频谱LC冲击力锤也是利用石英晶体的压电效应制作的，它具有灵敏度高、非线3性误差小、固有频率高，测量时所需设备简单、操作方便，不需激振器和功率放大器等特点，广泛用于机械阻抗的测量、模态分析和桩基检测。力脉冲及其频谱见图2、图3。本实验试件材料为A3钢，采用铝锤帽敲击。锤击力大小的选择：锤击力的大小取

6、决于冲击锤的质量和敲击速度，对小试件用力不能过大，否则会引起结构的非线性而致使测试系统过载；对于小试件不能用力过小，否则不足以激起各阶模态。注意事项：1）冲击力锤电缆联接后，不可任意拉动，以免接线端点断脱；2）严禁用手触摸电缆线的插头；3）切忌超过适用范围的冲击力、撞击力。思考题：1）电荷信号怎样送入计算机采样?2）加速度传感器对结构固有频率测试有影响吗？若有，如何修正？3）本实验采用尼龙锤帽合适吗？4）每次锤击时，力的大小不可能完全一致，那么，实验得到的结构模态参数可靠吗？为减少误差，可采取什么办法？4实验二悬臂梁自由振动响应、锤击激励

7、响应的测量一、实验目的1.进一步学习和掌握现代测试仪器设备的使用；2.熟悉结构自由振动响应的测量；3.了解不同初始条件下自由振动响应特性；4.掌握结构锤击激励下响应的测量。二、实验设备DH5937动态应变测试系统1台DH5938振动测试系统1台CA-YD压电式加速度传感器3个LC-03冲击力锤1把悬臂梁试验件1件三、实验内容1．悬臂梁试件理论固有频率、振型及自由振动响应本试验件如下图所示，材料为A3钢，且L=800mm,b=75mm,t=4mm。u(x,t)bL图4悬臂梁试件悬臂梁横向自由振动方程为(EIu)Au0其特征

8、方程为cosLchL10前三阶解分别是L1.8751,L4.6941,L7.85481233.516EI22.03EI61.69EI前三阶固有频率理论值,,n1