梁的振动分析和动力测试实验研究

【摘要】提出本研究的意图是系统的动力性能研究及其应用，该研究可以概括为系统仿真和系统动力测试两部分，前者主要是理论研究，后者主要围绕实验展开。文章结合这两方面的问题展开，对钢筋混凝土简支梁进行了动力测试。研究的主要工作简述如下：结合相关研究推测构件弯曲刚度函数的主要特征，为理论研究和实际应用提供基本事实依据。采用Euler-Bernoulli梁模型，对冲击荷载作用下简支梁的响应结果进行了分析研究。对响应结果进行了数值对比研究，明确得出各参数对结果的不同影响，对参数的选择给出建议。从傅立叶级数推导出离散傅立叶变换（DFT）表达式，对DFT物理意义进行了清晰完整的解释，采用不同的DFT表达式计算信号频谱时，只需相应调整频谱系数和频域坐标。在原理上澄清了频谱的对称性质，尽管有效谱线数N/2这个笼统的数字一般不会遗漏关键谱线，但有可能影响到对其他相关问题的理解，比如在频域计算过程中，会混淆数量关系；在讨论DFT物理意义的基础上进一步讨论了定频的改进方法：细化频谱分析。同时由理论推导发现了细化频谱与连续矩形窗频谱有极大相似之处，以连续矩形窗频谱曲线为样板，提出了一般保守信号细化频谱的量化特征，并在解决密集频率频谱的判定和分离的问题中得到应用。通过细化频谱分析识别信号的频率和初相位，利用DFT的重要性质：离散卷积和反卷积原理。提出一种从自由衰减响应(FDR)中提取阻尼特性的新方法，本方法在对阻尼特性进行提取之前不需要对阻尼模型进行假设，提取FDR中各频率谐波的振幅随时间变化的时域序列，能够更加真实的揭示系统的阻尼特性，该方法主要对独立频率频谱比较适用。对钢筋混凝组合梁进行了动力实验，依据对实验测试数据的计算结果，讨论了不同测试条件对测试结果的影响，总结了动力测试技术和结构的动力性能两方面的规律。
【作者】霍兵勇；
【导师】彭献；
【作者基本信息】湖南大学，振动理论及其应用，2014，硕士
【关键词】弯曲刚度；傅里叶分析；动力测试；阻尼比；

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