動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器08次課39

1、Lab of Prof. Tian Shizhu12壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器 從物理學(xué)知道，晶體當(dāng)受到壓力并產(chǎn)生機(jī)械變形從物理學(xué)知道，晶體當(dāng)受到壓力并產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)在它們相應(yīng)的兩個(gè)表面上出現(xiàn)異號(hào)電荷，當(dāng)外時(shí)在它們相應(yīng)的兩個(gè)表面上出現(xiàn)異號(hào)電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。為壓電效應(yīng)。 壓電材料中，石英晶體是較好的一種壓電材料中，石英晶體是較好的一種。2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器QGALab of Prof. Tian Shizhu2 特點(diǎn)特點(diǎn)：高穩(wěn)定性；高機(jī)械強(qiáng)度和在很寬的溫度范：高穩(wěn)定性；高機(jī)械

2、強(qiáng)度和在很寬的溫度范圍內(nèi)使用的特點(diǎn)，但靈敏度較低，在計(jì)量方面用圍內(nèi)使用的特點(diǎn)，但靈敏度較低，在計(jì)量方面用最多的是壓電陶瓷材料。最多的是壓電陶瓷材料。 壓電式加速度傳感器是一種利用晶體的壓電效應(yīng)把壓電式加速度傳感器是一種利用晶體的壓電效應(yīng)把振動(dòng)加速度振動(dòng)加速度轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成電荷量電荷量的機(jī)電換能裝置。這種的機(jī)電換能裝置。這種傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大，頻率范圍寬，重量輕，傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大，頻率范圍寬，重量輕，體積小等特點(diǎn)。體積小等特點(diǎn)。2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器Lab of Prof. Tian Shizhu3 壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理：壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)原理： 壓電晶體

3、片上（質(zhì)量塊壓電晶體片上（質(zhì)量塊m m），用硬彈簧將它們夾緊），用硬彈簧將它們夾緊在基座上，傳感器的力學(xué)模型如圖。在基座上，傳感器的力學(xué)模型如圖。2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度由硬彈簧的剛質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的彈簧剛度由硬彈簧的剛度度K1K1和晶體的剛度和晶體的剛度K2K2組成，因此組成，因此K K= =K K1+1+K K2 2。阻尼系數(shù)阻尼系數(shù) 。在壓電式加速度傳感。在壓電式加速度傳感器內(nèi)，質(zhì)量塊的質(zhì)量器內(nèi)，質(zhì)量塊的質(zhì)量m m較小，阻尼系數(shù)也較小，阻尼系數(shù)也較小，而剛度較小，而剛度K K很大，因而質(zhì)量、彈簧系很大，因而質(zhì)量、彈簧系統(tǒng)的固有頻率很高，可達(dá)幾千赫。統(tǒng)

4、的固有頻率很高，可達(dá)幾千赫。12 Lab of Prof. Tian Shizhu4 2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器由前面的分析可知，當(dāng)被測(cè)物體的頻率時(shí)，質(zhì)量塊相對(duì)由前面的分析可知，當(dāng)被測(cè)物體的頻率時(shí)，質(zhì)量塊相對(duì)于儀器外殼的位移就反映所測(cè)振動(dòng)的加速度值即于儀器外殼的位移就反映所測(cè)振動(dòng)的加速度值即 n 2221nd xydt 晶體的剛度為晶體的剛度為K K2 2，因而作用在晶體的動(dòng)壓力，因而作用在晶體的動(dòng)壓力22222nkd xAk ydt 22222nkd xAk ydt 2222nG kdxVCd t 壓電晶體兩表面所產(chǎn)生的電荷量（或壓電晶體兩表面所產(chǎn)生的電荷量（或電壓）與所測(cè)

5、振動(dòng)之加速度或正比電壓）與所測(cè)振動(dòng)之加速度或正比 Lab of Prof. Tian Shizhu5 2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：壓電式加速度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)如下： 靈敏度靈敏度 安裝諧振頻率安裝諧振頻率 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng) 橫向靈敏度比橫向靈敏度比 幅值范圍幅值范圍Lab of Prof. Tian Shizhu6 2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器3 3記錄設(shè)備記錄設(shè)備 光線示波器光線示波器 磁帶記錄儀磁帶記錄儀 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Lab of Prof. Tian Shizhu7 2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的

6、量測(cè)儀器4 4測(cè)振儀器的標(biāo)定測(cè)振儀器的標(biāo)定測(cè)振儀器在使用過(guò)程中需要對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行定測(cè)振儀器在使用過(guò)程中需要對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行定期標(biāo)定。這是因?yàn)閮x器某些元件的電氣性能和機(jī)期標(biāo)定。這是因?yàn)閮x器某些元件的電氣性能和機(jī)械性能會(huì)械性能會(huì)有所變化有所變化，而且還經(jīng)常碰到各種類型的，而且還經(jīng)常碰到各種類型的傳感器，放大器和記錄設(shè)備的配套使用，這也需傳感器，放大器和記錄設(shè)備的配套使用，這也需要對(duì)靈敏度和使用范圍的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行確定。要對(duì)靈敏度和使用范圍的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行確定。Lab of Prof. Tian Shizhu8 2.2 動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器動(dòng)載試驗(yàn)的量測(cè)儀器常用的標(biāo)定有：常用的標(biāo)定有： 分部標(biāo)定：分部標(biāo)

7、定：是分別對(duì)測(cè)振是分別對(duì)測(cè)振傳感器傳感器，放大器放大器和和記記錄儀器錄儀器等各個(gè)部分的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，然后等各個(gè)部分的性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，然后把它們組合起來(lái)。求得整套儀器的輸入量和輸把它們組合起來(lái)。求得整套儀器的輸入量和輸出量之間的關(guān)系。出量之間的關(guān)系。 系統(tǒng)標(biāo)定：系統(tǒng)標(biāo)定：是將所選定的測(cè)振傳感器，放大器是將所選定的測(cè)振傳感器，放大器和記錄儀器組成和記錄儀器組成整套整套的測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行連機(jī)標(biāo)的測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行連機(jī)標(biāo)定以求得總的系統(tǒng)靈敏度，頻率響應(yīng)和線性度定以求得總的系統(tǒng)靈敏度，頻率響應(yīng)和線性度的標(biāo)定。的標(biāo)定。Lab of Prof. Tian Shizhu9 2.3 動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備動(dòng)載

8、試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備結(jié)構(gòu)動(dòng)載試驗(yàn)時(shí)的動(dòng)荷載有結(jié)構(gòu)動(dòng)載試驗(yàn)時(shí)的動(dòng)荷載有兩種兩種情況情況： 一種是一種是實(shí)際實(shí)際的動(dòng)力荷載，如動(dòng)力機(jī)械，起重運(yùn)的動(dòng)力荷載，如動(dòng)力機(jī)械，起重運(yùn)輸設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的動(dòng)力荷載等輸設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的動(dòng)力荷載等。 另一種是為了產(chǎn)生預(yù)期的振動(dòng)用起振機(jī)和振動(dòng)另一種是為了產(chǎn)生預(yù)期的振動(dòng)用起振機(jī)和振動(dòng)臺(tái)等專門設(shè)備對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)臺(tái)等專門設(shè)備對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)施施加加動(dòng)荷載。動(dòng)荷載。Lab of Prof. Tian Shizhu10 2.3 動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備一、慣性力加載一、慣性力加載 慣性力加載是利用運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量的慣性力，慣性力加載是利用運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量的慣性力，對(duì)結(jié)

9、構(gòu)施加動(dòng)荷載，按產(chǎn)生慣性力的方法可對(duì)結(jié)構(gòu)施加動(dòng)荷載，按產(chǎn)生慣性力的方法可分成分成沖擊力沖擊力，離心力離心力及及直線位移直線位移慣性力加載慣性力加載等。等。Lab of Prof. Tian Shizhu11 2.3 動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備1 1沖擊力加載沖擊力加載這種荷載作用于試件上的時(shí)間較短，屬于這種荷載作用于試件上的時(shí)間較短，屬于突然加載，一般用于測(cè)定試件在沖擊荷載突然加載，一般用于測(cè)定試件在沖擊荷載作用下的某些性能，如強(qiáng)度，抗裂性等，作用下的某些性能，如強(qiáng)度，抗裂性等，也用于測(cè)定結(jié)構(gòu)本身的各種動(dòng)力特性，如也用于測(cè)定結(jié)構(gòu)本身的各種動(dòng)力特性，如固有頻率等。固有頻率等

10、。Lab of Prof. Tian Shizhu12 沖擊荷載產(chǎn)生的方法沖擊荷載產(chǎn)生的方法: : 從一定高度上落下的重物打擊在結(jié)構(gòu)上可產(chǎn)生垂從一定高度上落下的重物打擊在結(jié)構(gòu)上可產(chǎn)生垂直沖擊荷載直沖擊荷載 水平運(yùn)動(dòng)的重物撞在結(jié)構(gòu)上水平運(yùn)動(dòng)的重物撞在結(jié)構(gòu)上 用反沖激振器可產(chǎn)生水平?jīng)_擊荷載用反沖激振器可產(chǎn)生水平?jīng)_擊荷載 用張拉突卸的方法對(duì)結(jié)構(gòu)施加沖擊荷載。用張拉突卸的方法對(duì)結(jié)構(gòu)施加沖擊荷載。Lab of Prof. Tian Shizhu13 2 2離心力加載離心力加載離心力加載，是根據(jù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生離心力的原理對(duì)離心力加載，是根據(jù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生離心力的原理對(duì)結(jié)構(gòu)施加簡(jiǎn)諧振動(dòng)荷載。結(jié)構(gòu)施加簡(jiǎn)諧振動(dòng)荷載

11、。其原理如圖所示，離心力為其原理如圖所示，離心力為 P=mwP=mw2 2r r。 在任何瞬時(shí)產(chǎn)生的離心力均可分解成垂在任何瞬時(shí)產(chǎn)生的離心力均可分解成垂直與水平的二個(gè)分力。直與水平的二個(gè)分力。 trmaPPvsinsin2trmPPHcoscos2Lab of Prof. Tian Shizhu14 離心式起振機(jī)的原理離心式起振機(jī)的原理它由機(jī)械和電控兩部分組成，機(jī)械部分主要是由它由機(jī)械和電控兩部分組成，機(jī)械部分主要是由二個(gè)或多個(gè)偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)組成，按其旋轉(zhuǎn)的相對(duì)二個(gè)或多個(gè)偏心質(zhì)量旋轉(zhuǎn)組成，按其旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置，可形成位置，可形成垂直垂直或或水平水平的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)垂直振動(dòng)垂直振動(dòng)水平振動(dòng)水平振

12、動(dòng)Lab of Prof. Tian Shizhu15 3. 3. 直線位移慣性力加載直線位移慣性力加載直線位移慣性力加載系統(tǒng)，是由閉環(huán)伺服系統(tǒng)控直線位移慣性力加載系統(tǒng)，是由閉環(huán)伺服系統(tǒng)控制的。固定在結(jié)構(gòu)上的作動(dòng)器（雙作用液壓缸）制的。固定在結(jié)構(gòu)上的作動(dòng)器（雙作用液壓缸）來(lái)回推動(dòng)質(zhì)量塊作水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)著來(lái)回推動(dòng)質(zhì)量塊作水平直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)著的質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，通過(guò)作動(dòng)器及其固定于結(jié)的質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，通過(guò)作動(dòng)器及其固定于結(jié)構(gòu)上的基礎(chǔ)作用于結(jié)構(gòu)。構(gòu)上的基礎(chǔ)作用于結(jié)構(gòu)。Lab of Prof. Tian Shizhu16 二、電磁加載二、電磁加載通電的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中，要受到與通電的導(dǎo)體

13、在磁場(chǎng)中，要受到與磁場(chǎng)方向相垂直的作用力，根據(jù)磁場(chǎng)方向相垂直的作用力，根據(jù)這個(gè)原理，在磁場(chǎng)中放入動(dòng)圈，這個(gè)原理，在磁場(chǎng)中放入動(dòng)圈，通以交變電流，則可使固定于動(dòng)通以交變電流，則可使固定于動(dòng)圈上的頂桿等部件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)圈上的頂桿等部件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生荷載。若動(dòng)圈通以一定方向的生荷載。若動(dòng)圈通以一定方向的直流電，則產(chǎn)生靜載。直流電，則產(chǎn)生靜載。Lab of Prof. Tian Shizhu17 常見(jiàn)的電磁加載設(shè)備為電磁式常見(jiàn)的電磁加載設(shè)備為電磁式激振器激振器與與振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)臺(tái): :l 電磁式激振器電磁式激振器 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)為頻率范圍較寬，由幾為頻率范圍較寬，由幾HzHz到幾十到幾十HzHz；重量輕；控制；

14、重量輕；控制方便，按給定訊號(hào)可產(chǎn)生各種波形的激振力。方便，按給定訊號(hào)可產(chǎn)生各種波形的激振力。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)為激振力不大，推動(dòng)力由幾十公斤到幾百公斤，僅為激振力不大，推動(dòng)力由幾十公斤到幾百公斤，僅適合于小型結(jié)構(gòu)或小型模型試驗(yàn)。適合于小型結(jié)構(gòu)或小型模型試驗(yàn)。l 電磁式振動(dòng)臺(tái)電磁式振動(dòng)臺(tái) 實(shí)際上是利用電磁式激振器來(lái)推動(dòng)一個(gè)活動(dòng)臺(tái)面構(gòu)成實(shí)際上是利用電磁式激振器來(lái)推動(dòng)一個(gè)活動(dòng)臺(tái)面構(gòu)成的。由于電流都比較大，工作時(shí)間長(zhǎng)了易發(fā)熱。的。由于電流都比較大，工作時(shí)間長(zhǎng)了易發(fā)熱。Lab of Prof. Tian Shizhu18 2.3 動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備三、結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)三、結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)

15、機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)可做正弦波形荷載的疲勞試驗(yàn)，也可結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)可做正弦波形荷載的疲勞試驗(yàn)，也可做靜載試驗(yàn)和長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)等。做靜載試驗(yàn)和長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)等。組成：由脈動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和工作系統(tǒng)三部分組成：由脈動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和工作系統(tǒng)三部分組成。組成。目前目前多采用電液伺服作動(dòng)器，控制系統(tǒng)和工作系統(tǒng)等多采用電液伺服作動(dòng)器，控制系統(tǒng)和工作系統(tǒng)等組成。組成。Lab of Prof. Tian Shizhu19 2.3 動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備動(dòng)載試驗(yàn)的加載方法與設(shè)備四、液壓振動(dòng)臺(tái)四、液壓振動(dòng)臺(tái)液壓振動(dòng)臺(tái)（液壓振動(dòng)臺(tái)（地震模擬振動(dòng)臺(tái)地震模擬振動(dòng)臺(tái)）主要用在試驗(yàn)室）主要用在試驗(yàn)室內(nèi)做模型的模擬地震波

16、振動(dòng)試驗(yàn)。目前這類振動(dòng)內(nèi)做模型的模擬地震波振動(dòng)試驗(yàn)。目前這類振動(dòng)臺(tái)多采用電液伺服系統(tǒng)推動(dòng)，其特點(diǎn)是能在低頻臺(tái)多采用電液伺服系統(tǒng)推動(dòng)，其特點(diǎn)是能在低頻時(shí)產(chǎn)生大的推力。時(shí)產(chǎn)生大的推力。振動(dòng)臺(tái)的型式分：?jiǎn)蜗?、雙向、三向振動(dòng)振動(dòng)臺(tái)的型式分：?jiǎn)蜗?、雙向、三向振動(dòng)Lab of Prof. Tian Shizhu20 2.4 動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析和隔振設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析和隔振設(shè)計(jì)時(shí)，必須掌握動(dòng)必須掌握動(dòng)荷載的特性荷載的特性，這些特性包括作，這些特性包括作用力的用力的大小大小，方向方向，頻率頻率及及作用規(guī)律作用規(guī)律。 對(duì)對(duì)地震作用地震作用或或風(fēng)荷載風(fēng)荷載等特殊的動(dòng)力

17、荷等特殊的動(dòng)力荷載，可用長(zhǎng)期觀察的歷史資料進(jìn)行分析，載，可用長(zhǎng)期觀察的歷史資料進(jìn)行分析，確定其作用力的大小和振動(dòng)規(guī)律。確定其作用力的大小和振動(dòng)規(guī)律。Lab of Prof. Tian Shizhu21 2.4 動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定 有些動(dòng)力設(shè)備如往復(fù)式機(jī)械及各種帶有離心力的回有些動(dòng)力設(shè)備如往復(fù)式機(jī)械及各種帶有離心力的回轉(zhuǎn)機(jī)械，可以根據(jù)機(jī)械本身的參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)機(jī)械，可以根據(jù)機(jī)械本身的參數(shù)進(jìn)行動(dòng)荷載特性動(dòng)荷載特性計(jì)算計(jì)算。在大多場(chǎng)合下，不能用計(jì)算方法獲得動(dòng)荷載特性資在大多場(chǎng)合下，不能用計(jì)算方法獲得動(dòng)荷載特性資料，只能用料，只能用試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法確定。例如：確定。例如： 有些名義上是均衡

18、回轉(zhuǎn)而實(shí)際并不是完全均衡回有些名義上是均衡回轉(zhuǎn)而實(shí)際并不是完全均衡回轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生的慣性力，轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生的慣性力， 吊車行駛時(shí)因軌道不平或接頭所產(chǎn)生得沖擊荷載。吊車行駛時(shí)因軌道不平或接頭所產(chǎn)生得沖擊荷載。Lab of Prof. Tian Shizhu22 2.4 動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定 一、探測(cè)主振源的方法一、探測(cè)主振源的方法作用在結(jié)構(gòu)上的動(dòng)荷載常常是復(fù)雜的，許多情況作用在結(jié)構(gòu)上的動(dòng)荷載常常是復(fù)雜的，許多情況是由多個(gè)振源產(chǎn)生的，首先要找到對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)起是由多個(gè)振源產(chǎn)生的，首先要找到對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)起主導(dǎo)作用而危害最大的主導(dǎo)作用而危害最大的主振源，主振源，然后測(cè)定其特性。然后測(cè)定其特性。結(jié)構(gòu)發(fā)

19、生振動(dòng)，其主振源并不總是顯而易見(jiàn)的，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，其主振源并不總是顯而易見(jiàn)的，這時(shí)可以通過(guò)下述試驗(yàn)方法測(cè)定：這時(shí)可以通過(guò)下述試驗(yàn)方法測(cè)定：Lab of Prof. Tian Shizhu23 2.4 動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定 在工業(yè)廠房?jī)?nèi)有多臺(tái)動(dòng)力機(jī)械設(shè)備時(shí)，在工業(yè)廠房?jī)?nèi)有多臺(tái)動(dòng)力機(jī)械設(shè)備時(shí)，可以逐個(gè)可以逐個(gè)開(kāi)動(dòng)開(kāi)動(dòng)，觀察結(jié)構(gòu)在每個(gè)振源影響下的振動(dòng)情況，觀察結(jié)構(gòu)在每個(gè)振源影響下的振動(dòng)情況，從中找出主振源，但是這種方法往往由于影響生從中找出主振源，但是這種方法往往由于影響生產(chǎn)而不一定能實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)而不一定能實(shí)現(xiàn)。分析實(shí)測(cè)振動(dòng)波形分析實(shí)測(cè)振動(dòng)波形。按照不同振源將會(huì)引起規(guī)律。按照不同振源將會(huì)

20、引起規(guī)律不同的強(qiáng)迫振動(dòng)這一特點(diǎn)，可以間接判定振源的不同的強(qiáng)迫振動(dòng)這一特點(diǎn)，可以間接判定振源的某些性質(zhì)，作為探測(cè)主振源的參考。某些性質(zhì)，作為探測(cè)主振源的參考。Lab of Prof. Tian Shizhu24 圖圖a a 是間歇性的阻尼振動(dòng)，而且有明是間歇性的阻尼振動(dòng)，而且有明顯尖峰和衰減的特點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明是碰擊顯尖峰和衰減的特點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明是碰擊性振源所引起的振動(dòng)；性振源所引起的振動(dòng)；圖圖b b 是具有單一簡(jiǎn)諧振源的接近正弦是具有單一簡(jiǎn)諧振源的接近正弦規(guī)律的振動(dòng)圖形。這可能是一臺(tái)機(jī)器規(guī)律的振動(dòng)圖形。這可能是一臺(tái)機(jī)器或多臺(tái)轉(zhuǎn)速一樣的機(jī)器所引起的振動(dòng)；或多臺(tái)轉(zhuǎn)速一樣的機(jī)器所引起的振動(dòng)；圖圖c c 是兩個(gè)

21、頻率相差兩倍的簡(jiǎn)諧振源是兩個(gè)頻率相差兩倍的簡(jiǎn)諧振源引起的合成振動(dòng)圖形；引起的合成振動(dòng)圖形；Lab of Prof. Tian Shizhu25 圖圖d d 是三個(gè)簡(jiǎn)諧振源引起的更為復(fù)是三個(gè)簡(jiǎn)諧振源引起的更為復(fù)雜的合成振動(dòng)圖形；雜的合成振動(dòng)圖形；圖圖e e 是是“拍振拍振”，可能是由兩個(gè)頻，可能是由兩個(gè)頻率接近的簡(jiǎn)諧振源共同作用；另一率接近的簡(jiǎn)諧振源共同作用；另一種只有一個(gè)振源，但其頻率和結(jié)構(gòu)種只有一個(gè)振源，但其頻率和結(jié)構(gòu)的固有頻率相近；的固有頻率相近；圖圖f f 是屬于隨機(jī)振動(dòng)一類。是屬于隨機(jī)振動(dòng)一類。Lab of Prof. Tian Shizhu26 分析結(jié)構(gòu)振動(dòng)的頻率，可以作為進(jìn)一步判分

22、析結(jié)構(gòu)振動(dòng)的頻率，可以作為進(jìn)一步判定定主振源主振源的依據(jù)。我們知道，結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振的依據(jù)。我們知道，結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率和作用力的頻率相同，因此具有動(dòng)的頻率和作用力的頻率相同，因此具有這種頻率的振源就可能是主振源。對(duì)于這種頻率的振源就可能是主振源。對(duì)于簡(jiǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)諧振動(dòng)可以直接量出振動(dòng)的頻率?？梢灾苯恿砍稣駝?dòng)的頻率。Lab of Prof. Tian Shizhu27例：某鋼混框架，高例：某鋼混框架，高17.5m17.5m，上面有一個(gè)，上面有一個(gè)300300噸的化工容器，此框架建成投產(chǎn)后即噸的化工容器，此框架建成投產(chǎn)后即發(fā)現(xiàn)水平橫向振動(dòng)很大發(fā)現(xiàn)水平橫向振動(dòng)很大于是以探測(cè)主振源為目的進(jìn)行了實(shí)測(cè)。于是以探

23、測(cè)主振源為目的進(jìn)行了實(shí)測(cè)。在框架在框架頂部頂部、中部中部和和地面地面設(shè)置了測(cè)振傳感設(shè)置了測(cè)振傳感器，實(shí)測(cè)振動(dòng)的記錄上、中、地面的波形器，實(shí)測(cè)振動(dòng)的記錄上、中、地面的波形是一樣的。并且是拍振，通過(guò)分析兩個(gè)分是一樣的。并且是拍振，通過(guò)分析兩個(gè)分振動(dòng)的頻率分別為振動(dòng)的頻率分別為2.09Hz2.09Hz和和2.28Hz2.28Hz，相當(dāng)，相當(dāng)于于125.4125.4次次/ /分和分和136.8136.8次次/ /分，分，經(jīng)過(guò)調(diào)查在附近有經(jīng)過(guò)調(diào)查在附近有6 6臺(tái)大型臥式壓縮臺(tái)大型臥式壓縮機(jī)，其中機(jī)，其中4 4臺(tái)臺(tái)136136轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分和分和2 2臺(tái)臺(tái)125125轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分。Lab of Prof.

24、 Tian Shizhu28 2.4 動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定動(dòng)載特性的試驗(yàn)測(cè)定 二、動(dòng)荷載特性的試驗(yàn)測(cè)定二、動(dòng)荷載特性的試驗(yàn)測(cè)定根據(jù)不同的動(dòng)荷載，可以采用下述幾種試驗(yàn)方法根據(jù)不同的動(dòng)荷載，可以采用下述幾種試驗(yàn)方法測(cè)定其特性。測(cè)定其特性。（一）直接測(cè)定法。它是通過(guò)測(cè)定動(dòng)荷載本身參（一）直接測(cè)定法。它是通過(guò)測(cè)定動(dòng)荷載本身參數(shù)以確定其特性。這種方法簡(jiǎn)單可靠。由于量測(cè)數(shù)以確定其特性。這種方法簡(jiǎn)單可靠。由于量測(cè)技術(shù)不斷提高，各種傳感器逐步完善，它的應(yīng)用技術(shù)不斷提高，各種傳感器逐步完善，它的應(yīng)用范圍也愈來(lái)愈廣。范圍也愈來(lái)愈廣。Lab of Prof. Tian Shizhu29 對(duì)一些由往復(fù)式運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的慣

25、性力（如牛對(duì)一些由往復(fù)式運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的慣性力（如牛頭刨床、曲柄連桿機(jī)械等）可用加速度傳感器頭刨床、曲柄連桿機(jī)械等）可用加速度傳感器安裝在運(yùn)動(dòng)部件上，直接測(cè)出運(yùn)動(dòng)部件的安裝在運(yùn)動(dòng)部件上，直接測(cè)出運(yùn)動(dòng)部件的加速加速度度變化規(guī)律，由于運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量已知，慣性變化規(guī)律，由于運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量已知，慣性力便可得到。力便可得到。Lab of Prof. Tian Shizhu30 測(cè)定某些機(jī)器傳遞到結(jié)構(gòu)上的動(dòng)荷載，可使測(cè)定某些機(jī)器傳遞到結(jié)構(gòu)上的動(dòng)荷載，可使用各種用各種測(cè)力傳感器測(cè)力傳感器，將傳感器固定在結(jié)構(gòu)物，將傳感器固定在結(jié)構(gòu)物和機(jī)器底座之間，開(kāi)動(dòng)機(jī)器時(shí)可將產(chǎn)生的慣和機(jī)器底座之間，開(kāi)動(dòng)機(jī)器時(shí)可將產(chǎn)生的慣性力

26、用記錄儀器記下來(lái)。但用此法測(cè)力傳感性力用記錄儀器記下來(lái)。但用此法測(cè)力傳感器的剛度應(yīng)足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致很大誤差。器的剛度應(yīng)足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致很大誤差。Lab of Prof. Tian Shizhu31 有些機(jī)器設(shè)備如橋式吊車，可以通過(guò)測(cè)量有些機(jī)器設(shè)備如橋式吊車，可以通過(guò)測(cè)量某一桿件的變形來(lái)得到動(dòng)載荷的大小和規(guī)某一桿件的變形來(lái)得到動(dòng)載荷的大小和規(guī)律。但應(yīng)注意選取適當(dāng)?shù)臈U件是很重要的，律。但應(yīng)注意選取適當(dāng)?shù)臈U件是很重要的，被選的桿件要經(jīng)過(guò)動(dòng)力特性的測(cè)定。被選的桿件要經(jīng)過(guò)動(dòng)力特性的測(cè)定。Lab of Prof. Tian Shizhu32 （二）間接測(cè)定法。二）間接測(cè)定法。此法是把要測(cè)定動(dòng)力的機(jī)械安

27、裝在足夠彈性此法是把要測(cè)定動(dòng)力的機(jī)械安裝在足夠彈性變形的專用結(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)下面為剛性支座?？梢宰冃蔚膶Ｓ媒Y(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)下面為剛性支座?？梢圆捎檬軓澚夯蚰玖喊苍诖笮突A(chǔ)上作為這種彈性采用受彎梁或木梁安在大型基礎(chǔ)上作為這種彈性結(jié)構(gòu)。梁的剛度和跨度選擇必須不與機(jī)器發(fā)生共結(jié)構(gòu)。梁的剛度和跨度選擇必須不與機(jī)器發(fā)生共振，以保證所確定的動(dòng)力荷載的準(zhǔn)確度。振，以保證所確定的動(dòng)力荷載的準(zhǔn)確度。Lab of Prof. Tian Shizhu33 試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)時(shí)首先把機(jī)器安裝在梁上，在機(jī)器未開(kāi)動(dòng)前先首先把機(jī)器安裝在梁上，在機(jī)器未開(kāi)動(dòng)前先進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜力和動(dòng)力特性的測(cè)定，確定出結(jié)構(gòu)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜力和動(dòng)力特性的測(cè)定，確定出結(jié)構(gòu)的剛度和慣性力矩，固有頻率、阻尼比及已知簡(jiǎn)諧外剛度和慣性力矩，固有頻率、阻尼比及已知簡(jiǎn)諧外力作用下的振幅。力作用下的振幅。把要