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地震工程与工程振动 2015年第3期35卷 86-93页

作者：杨伟松郭迅何福许卫晓中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点试验室黑龙江哈尔滨150080 防灾科技学院河北三河065201

结构振动是多个振型参与的结果。在结构抗震设计及地震工程相关领域,结构模态数值的应用程度越来越高,其准确程度从根本上关系到结构设计和工程抗震的实现效果。为考察阻尼对实际结构模态测试结果的影响,设计了三层剪切型钢框架模型及... 详细信息

结构振动是多个振型参与的结果。在结构抗震设计及地震工程相关领域,结构模态数值的应用程度越来越高,其准确程度从根本上关系到结构设计和工程抗震的实现效果。为考察阻尼对实际结构模态测试结果的影响,设计了三层剪切型钢框架模型及可调硅油阻尼器。计算其理论模态,并通过三种常用的模态测试方法,对其在阻尼比由小到大逐渐增大的各种工况下的频率和振型进行测试。试验结果表明:阻尼比对结构模态测试结果确有影响,测试精度随着阻尼比的增大而降低,但在实际结构阻尼比量级时,常用测试方法得到的简单结构的模态结果精度可以满足工程计算需要;脉动法、初位移释放法和激振法的测试精度依次提高。

关键词：模态测试阻尼比振型精度硅油阻尼器

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典型结构模态精确测试及损伤识别方法研究

典型结构模态精确测试及损伤识别方法研究

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作者：杨伟松中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

结构模态是指结构自由振动时各阶固有频率、振型及阻尼比的统称，模态在振动理论中有明确的物理含义。但对于实际结构，特别是阻尼比较大时，振型间存在耦合效应，此时的振型与理论值有何差异甚至基本振型之外的高阶振型能否准确识别，... 详细信息

结构模态是指结构自由振动时各阶固有频率、振型及阻尼比的统称，模态在振动理论中有明确的物理含义。但对于实际结构，特别是阻尼比较大时，振型间存在耦合效应，此时的振型与理论值有何差异甚至基本振型之外的高阶振型能否准确识别，这些问题事关振动理论在工程中的应用效果，值得深入研究。基于模态测试的结构损伤识别是一种较实用的方法，探讨其在二维壳体中的应用也是本文的主要目标之一。全文主要工作如下。 1.设计了三层剪切型钢框架模型，首先计算其理论模态，然后通过三种常用的模态测试方法（脉动法、初位移释放法和正弦激振法），系统地测试了其在由小到大逐渐增加的阻尼比情况下的各阶模态。 2.自行设计了可调阻尼硅油阻尼器，与被测模型结构可以很好地匹配，实现阻尼比从0.2%到5%甚至更高连续可调。 3.用对数衰减法、共振法和自功率谱法对不同阻尼比的各工况进行测试，对这三种方法的优缺点和适用性做了比对与评述。模态测试结果验证了不同阻尼比工况下结构各阶模态测试的精确程度，表明了脉动法、初位移释放法和激振的方式测试模态的精度依次提高，且高阶模态测试精度可达97%以上。 4.设计制作了两组共六个钢壳体模型，对每组中完好、径向损伤和环向损伤钢壳分别做模态测试，得到其时域、传递函数和自谱等数据。对比说明完好和损伤壳结构频谱的特点。利用乐音频谱的规律性，根据钢壳体模型特点，提出根据传递函数频谱有效峰值和谱线间隔两种损伤识别基准。据此基准得到的判别结果说明乐音准则法对于识别壳体结构的径向损伤、广义上是对影响其结构刚度和传力方式的关键性损伤的识别有良好的效果。

关键词：模态识别硅油阻尼器振型精度阻尼比损伤识别

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