楼房模型1～3阶固有频率和相对阻尼系数测量

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1、楼房模型1〜3阶固有频率和相对阻尼系数测量一、实验目的1、用稳态激扰法测最楼房模型的1〜3阶固有频率；2、用半功率点法测量楼房模型的1〜3阶相对阻尼系数。二、实验装置和仪器（一）系统组成NPU—167工程结构牌、动态参数测屋系统主要由YE15001工程结构静、动态参数综合实验台，YE6252T程结构静、动态参数测最与控制仪器、激振和传感器等组成。1、YE15001工程结构静、动态参数综合实验台>三层楼房模型；>静态力施加与静态参数测最装置的安装及调整机构；>动态力激扰与动态参数测量装置的安装及调整机构。2、YE6252工程

2、结构静、动态参数测量少控制仪器>YE6252Y1功率放大器；YE6252工程结构静、动态参数测量与控制仪器YE6251Y5X33通道应变测最仪YE6252Y1YE6252Y2YE6252Y3YE6252Y4功率放人扫频信号力测量仪位移测最器发生器仪>YE6252Y2扫频信号发牛器;>YE6252Y3力测量仪；>YE6252Y4位移测量仪；>3通道YE6252Y5应变测量仪；>机箱及电源。3、激振和传感器>YE15401非接触式激振器：>CWY-D0-504电涡流式位移传感器；>CL-YB-3/100K应变力传感器；>6个可

3、自由纟R桥的应变测点。(-)本次实验用到的模块>YE15001I程结构静、动态参数综合实验台；>YE15401非接触式激振器；>YE6252Y1功率放大器；>YE6252Y2扫频信号发牛器；>CWY-D0-504电涡流式位移传感器；>YE6252Y4位移测量仪。三、实验原理和方法三层楼房模型可简化为图4.2所示的三自由度等质量、等刚度、等粘滞阻力系数的振动力学模型。图中集中质®m=5Kg,(每层高120mm,集中质虽块厚度20mm),弹性元件由四根弹簧钢组成,每根簧片长1二120mm,宽b=25mm,厚h=2mm,材料弹性

4、模量E=210GPa。当在第1层质虽块上作用冇动态激扰力F=花sinef时，系统将以其固冇特性产生强迫振动。在保证激扰力的幅值凡不变的条件下，逐步改变激扰力的频率3,并同时测量某一-层上质量块对应的位移响应，可得出该层质量块的位移响应与激扰频率ZI'可的变化川1线如图4.3所示。F=Fosinwt图4.2三层楼房模型简化的振动力学模型XfP2fP3图4.3某层质量块的幅频相应曲线图图4.3所示曲线也称为系统的幅频响应曲线。幅频响应曲线图上位移响应最人值X/max对应的激扰频率/刃•称为系统的笫i阶共振频率（i=l、2、3）

5、,它与系统的固有圆频率©“•和衰减系数％Z间的关系为:打=£•J此-2n；(Hz)(i=l、2、3)苛与幅频曲线的两交点A、Bj称为半功率点，对应的激扰频率办和fi2称为半功率点频率。nJ以推导出在小阻尼条件下，系统的第i阶衰减系数为：ni=^（fi2~Zi）（^1）（口、2、3）故系统的第i阶固有频率为：九二舟•%=J无+2才（Hz）（i二1、2、3）系统的笫i阶相対阻尼系数为：（i二1、2、3）YE15401非接触式电磁激振器是依据电磁感应原理来工作的，其内置有钱铁鋤永久强磁铁，并在磁路中绕冇线圈；当线圈上通过交变电流

6、信号时，磁隙中的磁场发生变化，从而对铁质试件施加电磁力的作用；电磁力的人小与气隙屮的磁感应强度、线圈的匝数及线圈屮通过的电流强度成正比，与气隙的厚度成反比，当激振器制成以后并11气隙的厚度也己调定（即激振器的静态间隙）其值仅与线圈中通过的电流强度成匸比；电磁力的频率与线圈中电流的频率和同。YE6252Y1功率放大器具有恒流输出功能，可保证激振器输出电磁力的幅值在频率变化时保持恒定。——co,YE6252Y12龙实验时，通过YE6252Y2频信号发生器调节激扰力的频率/=率放人器调节激扰力的幅值耳），YE6252Y4位移测量

7、仪测量某一质量块的位移响应x,即对绘出图4.3所示的幅频响应］III线，从而求出系统的1〜3阶固有频率九和相对阻尼系数鼻。四、实验步骤1.将YE15401非接触式激振器用其调整机构调节到距楼房模型第1层大约3mm处，CWY-D0-504电涡流位移传感器用其调整机构调节到楼房模型的第3层处，CL-YB-3/100K应变力传感器用其调整机构调离开楼房模型；2.开启YE6252工程结构静、动态参数测量与控制仪器电源。按照YE6252Y4位移测量仪的使用说明设置增益［GAIN］为XI；检波方式［DETECTOR］为直流（DC）；输

8、出方式［OUTPUTSELECT］为间隙（ORIG）；调节灵敏度归一化按键［SENS］使其与所用传感器的灵敏度相同；利用其调整机构调节传感器的原始安装间隙为2mm；然后将输出方式置测试（MODI）档，检波方式置峰峰值（P—P）档，按下清零（ZERO）键清零；3.按照YE6252Y2扫频信号发生器的使用说