第1页，共14页，星期日，2025年，2月5日通过实验测定两层刚架结构的前二阶频率，振型及阻尼比。实验目的及内容观察两层刚架结构的共振现象。了解掌握结构动力实验中的相关仪器设备，熟悉各种仪器的操作方法。掌握用实验手段测定结构动力特性的常用方法。平面两层刚架结构动力特性实验第2页，共14页，星期日，2025年，2月5日理论回顾双自由度系统存在两个频率、振型和阻尼比——结构体系的固有动力特性。平面两层刚架结构动力特性实验横梁为无限刚性的两层刚架可简化为两个集中质量点的双自由度体系。121212第一主振型第二主振型第3页，共14页，星期日，2025年，2月5日第一振型第二振型平面两层刚架结构动力特性实验两层刚架振型第4页，共14页，星期日，2025年，2月5日通常测定结构动力特性的方法有自由振动法和强迫振动法。结构在共振情况下，阻尼的影响不能忽略；常用测定结构阻尼比的方法有自由振动衰减法和半功率法。平面两层刚架结构动力特性实验频率振幅第5页，共14页，星期日，2025年，2月5日当激振力频率与结构某阶固有频率相等时，结构将产生共振，此时振动幅值达到极大值；找出幅频曲线中的某个振幅极大值对应的频率，即为结构的某阶固有频率；此时的结构振动形式归一化后即为此阶结构振型。实验原理——强迫振动法用激振器对刚架结构施加频率变化的激振力，使结构产生振动，通过测量结构的频率和位移做出幅频曲线，并得出结构振动的波形图。阻尼比确定的半功率法——由固有频率附近的频率值用公式来确定系统的阻尼比。平面两层刚架结构动力特性实验由4个水平布置在刚架竖杆上的加速度计，来测量频率和加速度，并通过对加速度积分后得到刚架结构的位移。第6页，共14页，星期日，2025年，2月5日加速度计、电荷放大器、数据采集器实验设备低频扫频信号发生器、激振器计算机、打印机平面两层刚架结构动力特性实验第7页，共14页，星期日，2025年，2月5日实验装置实验模型——有机玻璃和配重铁块制成的双层刚架，并沿刚架的竖直杆水平布置4个加速度计。第8页，共14页，星期日，2025年，2月5日实验步骤①依此打开低频扫频信号发生器、电荷放大器、打印机、计算机的电源。②点击计算机桌面上的刚架动力特性实验图标进入该实验系统。③点击登记,进行学生情况登记,登记完成后,点击存盘退出。。一．总体操作步骤平面两层刚架结构动力特性实验第9页，共14页，星期日，2025年，2月5日实验步骤①点击采样进入计算机监视状态,在此界面点击示波进入示波状态。②使用信号发生器的手动及微调旋扭调整信号发生器的输出频率，同时观察显示器上各测点波形的幅值及频率变化现象，并用手轻轻触摸结构进行体验。⑤在某一固有频率点处观察振动波形,点击停止及采样，自动进入计算机仿真状态。⑥在仿真状态下观看两层刚架对应的振型规律，并将结果打印。二．频率测试及振型观测⑦重复上述⑤-⑥的过程进行另一振型的测试。平面两层刚架结构动力特性实验③由测量数据可以绘制出幅频曲线(计算机自动绘制)。④根据幅频曲线确定两阶固有频率。第10页，共14页，星期日，2025年，2月5日