方形平板的各阶模态及其对应的频率第23页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[振动荷载法]共振曲线当采用偏心式激振器时，激振力与其频率的平方成正比。当偏心块旋转频率逐渐增大，其激振力也随之增加，这样就破坏了共振所引起被测物振动幅值增大的“纯洁”性。解决的方法是在绘制共振曲线时将其纵坐标更改为A/ω2第24页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[振动荷载法]共振曲线带宽法、半功率法求结构的阻尼衰减系数阻尼比第25页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[振动荷载法]注意：振动荷载（即激励器）的安装方向和位置要根据试验结构的具体情况而定。通常，整体结构（高层建筑等）的动荷载试验在水平方向上激振，板和梁的动荷载在垂直方向激振。激振器不能布置在某阶模态的节点上。第26页，共58页，星期日，2025年，2月5日优点：对于较复杂的动力问题，可得到若干个固有频率。缺点：需专门的激振器。5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[振动荷载法，强迫振动法]第27页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[脉动法、环境随机振动法]脉动法通常用于测量整体建筑物的动力特性，这种方法不用专门的激振设备，而是通过测量建筑物由于外界不规则的干扰而产生的微小振动，即“脉动”，来确定建筑物的动力特性。脉动信号极其微弱，一般只有几微米到几百微米环境带来的脉动，影响因素众多：地面脉动、风载荷脉动、车辆和机械振动等。第28页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[脉动法、环境随机振动法]注意：当外界脉动的卓越频率接近建筑物一阶频率时，建筑物的脉动图中，一阶模态的分量必然占主导作用。若外界频率接近二阶或三阶频率时，其对应模态将其主导作用。为得到建筑物整体振动特性，应沿高度或水平方向同时布置测量仪器。若仪器数量不足，可固定一台，作相位参考。为全面反映地面不规则运动的脉动，仪器应有足够的频响范围。第29页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定五、结构动载试验[脉动法、环境随机振动法]分析方法： 主谐量法 统计法 频谱分析法、功率谱分析法第30页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定[脉动法、环境随机振动法]____主谐量法第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法五、结构动载试验研究振动的某个物理量（如幅值）与频率之间的关系称之为频谱分析。它是将振动的时间域信号变换到频率域上进行分析。（傅立叶变换，FFT）第32页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.3结构动力特性的试验测定[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法五、结构动载试验通过振幅谱可以确定各阶主频率的大小，但是对应振动形态还不清楚。可以将某一观测点做为参考信号，其他各点分别与它作互相关分析，求出各测点间的相位关系。第33页，共58页，星期日，2025年，2月5日[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法例子:第34页，共58页，星期日，2025年，2月5日第35页，共58页，星期日，2025年，2月5日第36页，共58页，星期日，2025年，2月5日1、概述2、振动测量系统3、结构动力特性的试验测定4、结构动力反应测定5、结构疲劳实验6、抗震、抗风简介五、结构动载试验第37页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.4结构动力反应测定五、结构动载试验在了解了结构动力特性的基础上，可以进一步研究结构在动荷载的作用下的动力反应机械振动、车辆运动、风荷载、地振动等动应变、动位移动力系数等第38页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.4结构动力反应测定五、结构动载试验动应变的测定：动态应变仪＋多通道采样系统P146第39页，共58页，星期日，2025年，2月5日5.4结构动力反应测定五、结构动载试验动位移的测定：可通过各个测点上的位移得到动荷载作用下的振动变位图。注意：该方法与确定振型的方法类似，但两者有本质上的区别。第40页，共58页，星期日，2025年