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应用随机减量技术测量结构物固有频率与阻尼的实验研究

前言 在计算某些复杂结构物,如海洋平台、石油矿场井架、铁路和高速公路桥梁,对诸如海浪、风载、地震载荷、运行中车辆等随机激振的动力响应时,我们经常碰到的困难是,不知道这些结构物的固有频率和阻尼,尤其是阻尼数据。因为,无论所采用的分析方法是数值法 (有限元分析、模态分析),还是统计能量法(能谱分析法)都需要阻尼数据。 应用正弦扫描(Sine SweeP)和自由响应(FreeR启sPonse)法求线性系统的固有频率和阻尼,在实验室内是可行的,但要在现场条件下,用于原型结构物的测量则非常困难,甚至是不可能的。 Henry A.cole,Jr.,于1971年发明了一种新方法,称为I随机减量技术(R andomDecrement Te比nsque—Ranaomdee)[立〕。这种方法仅需利用随机响应信息便能求结构物或机械系统的固有频率和阻尼数值,还能用来探测它们的局部损伤[2,5,6〕。笔者在这方面也做了些工作〔10,11,12]。 该技术...  (本文共11页) 阅读全文>>

《广西大学学报(自然科学版)》2017年03期
广西大学学报(自然科学版)

高阶固有频率检测评估旧零件疲劳损伤的研究

0引言为保证再制造零件质量,除了对旧零件的普通探伤检测并进行尺寸修复外,还应该对其内部的微裂纹或疲劳状况进行评估检测[1-2]。利用结构的振动响应和系统动态特性对结构内部微损伤进行无损诊断是当前研究的热点,马少花等[3]利用振动测试方法提取系统非线性特征,构建敏感故障特征量并推断被测件的损伤情况。一般结构都可以简化为刚度、质量、阻尼的动力学系统,一旦出现微小损伤,其参数将发生改变,结构的振动模态(包括频率和振型、频率响应函数)将会改变,是结构早期损伤的模态参数标志,已成为振动测试无损诊断的切入点。在诸多利用振动测试进行损伤诊断的方法中,通过测量固有频率来进行结构损伤评估的较为普遍。在振动模态参数中,固有频率受干扰因素少且最容易获得,其识别精度也较高[4-5]。在实际测量中,固有频率与结构测量位置无关,因此事先不需要知道结构损伤的位置[6-7]。国内外学者展开了大量相关研究,KHIEM等[8-10]提出了基于结构动态方程中固有频率...  (本文共11页) 阅读全文>>

《工程力学》2013年09期
工程力学

覆冰输电线非线性瞬时固有频率研究

覆冰输电线的低频、大幅舞动是一种典型的气固耦合自激振动,由于舞动的振幅大,持续时间长,会引起导线的疲劳和断股、杆塔倒塌等严重的后果,造成重大的经济损失。目前国内外对输电线舞动的研究主要集中在用非线性动力学理论、有限元分析方法及实验的方法研究舞动发生的机理、结构参数及气动力参数变化对舞动的影响[1―5]。国内外在防舞措施方面主要是采取施加防舞装置如失谐——————————————摆、抑制扭振型防舞器等。失谐摆的设计基于扭振激发机理,用来调整扭振固有频率,使之与横向振动的固有频率分离,从而防止其耦合而诱发舞动。抑制扭振型防舞器设计则是使抑扭环固有频率与导线垂直频率接近,两差值越小防舞效果越好[6―8]。显然防舞器设计时输电线路的横向振动的固有频率是一关键参数,但目前所见的防舞器设计的报导中都没有考虑大幅值的舞动及舞动过程中平衡点张力值的大幅增加对非线性系统固有频率的影响。本文建立四分裂覆冰输电线面内振动的非线性动力学偏微分方程,利用...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械》1950年50期
机械

一种计算固有频率的新方法

一种计算固有频率的新方法中南工学院(421001)张春良摘要提出了一种新的计算系统一阶固有频率的近似方法。这种方法是在邓柯莱公式中考虑了各阶固有频率的影响,从而使计算误差大大减小,特别是当系统各阶固有频率比较接近时,精度提高更明显。对该方法进行了算例验证。该方法计算简单,使用方便。关键词固有频率,邓柯莱法,瑞利法1前言在振动问题的研究中,计算系统的各阶固有频率,尤其是基本固有频率,是十分重要的。因此,相应的有各种计算固有频率的方法,如矩阵迭代法、瑞利法、邓柯莱法等等。矩阵迭代法只要进行一定次数的迭代,就能获得足够精确的结果,但需进行矩阵运算,计算工作量较大。瑞利法只要所选取的向量接近于第一阶主振型,也能得到较精确的一阶固有频率值ωn,但要选取一个接近于一阶主振型的向量往往比较困难,因而会产生较大的误差。用邓柯莱法计算系统的一阶固有频率时,误差较大,但计算十分简单,实践中用来估算梁、轴系统的一阶固有频率非常方便。本文提出了一种新的...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《机械》1950年50期
《中学物理教学参考》2009年07期
中学物理教学参考

“探究固有频率”的实验设计

“探究固有频率”这个实验,选用了普通中学实验室里常见的一些器材和日常随手可得的小物品,不仅能直观地演示声音的声调与频率的关系,并且还能探究气体的固有频率与什么因素有关.该实验具有取材容易、制作简单、效果明显的特点.一、实验原理利用音频信号源发出一正弦信号,分成两路,一路送到频率计,测出其频率的大小,另一路经扩音器放大后发出洪亮的声音,改变音频信号的频率,发现声音的声调随频率的增大而升高.在一个塑料瓶的瓶盖和瓶底处分别打上笔杆粗细的小孔,放在扬声器的前面,塑料瓶前面放一点燃的蜡烛,使瓶的小孔对准蜡焰,改变声音的频率,当声音的频率达到某一值时,声波与瓶内的空气发生共振,从瓶盖上的小孔中吹出的气流最强,蜡焰被吹得倾斜度最大.当声音的频率偏离这个值时,蜡焰几乎不动,如图l所示.频率计信·号源扩音·器蜡烛图1二、实验...  (本文共1页) 阅读全文>>

《河南机电高等专科学校学报》2000年04期
河南机电高等专科学校学报

考虑被冲击物的质量时动荷系数的计算

求解系统的固有频率时 ,若弹性元件本身质量占系统总质量的比例较大 ,可由 Rayleigh法得到较精确的计算公式           Wn=km + me式中 m为惯性元件的集中质量 ,me为相当质量 ,其计算公式为           me=ρ∫10 f2 (s) ds =ξm′ (1 )式中 f (s)为形状函数 ,m′为弹性元件质量 ,ζ为折算系数 .在考虑被冲击物的质量时 ,动荷系数的推导与固有频率的计算有异曲同工之处 .从实例中发现 ,在相同力学模型情况下 ,二者的折算系数为同一值 .设 T0 为无能量损失时被冲击物所接受的能量 ,  T0 =12Qgv20 则其中 Q为冲击物质量 ,v0 为冲击物刚要接触被冲击物时所具有的速度 .由于能量损失 ,被冲击物实际接受的能量为 T,显然 T 0 .这时动荷系数被修正为           kd =1 + 1 + TUj=1 + 1 + T0(1 +β) Uj(2 )下面的问...  (本文共4页) 阅读全文>>