结构动力学实验指导书VIP免费

1《结构动力学》实验指导书，报告书（土木建筑学院工程力学专业）学号姓名班级中南大学土木建筑学院工程力学教研室黄方林编2003年5月2实验一动力学实验系统的认识一、实验目的1．了解现代动力学测试的仪器设备，以对动力学测试有一个整体概念；2．熟悉DH5937动态应变测试系统、DH5938振动测试系统的功能和基本操作；3．了解CA-YD加速度传感器的工作原理及应用；4．了解LC冲击力锤的工作原理。二、实验设备DH5937动态应变测试系统1台DH5938振动测试系统1台CA-YD压电式加速度传感器3个LC-03冲击力锤1把悬臂梁试验件1件三、实验内容1．DH动态信号测试分析系统简介DH动态信号测试分析系统是基于PC机的高性能、便携式测量仪器，传感器信号放大后通过打印机接口送入计算机。根据被测物理量的类型分为应变、电荷、温度、电压等4个模块，DH5937动态应变测试系统和DH5938振动测试系统是其中的两个模块。测量通道从2到128可任意配置（通常8通道），每通道独立信号调理和A/D转换(14位)。DH5937调理为应变放大器，适用于应变及各种桥式传感器，DH5938调理为电荷放大器，适用于压电式加速度传感器和压力传感器。2．动力学测试系统框图图1动力学测试系统框图激励传感器信号调理传输信号采集打印数据处理计算机放大33．DH5938的基本操作(1)接通DH5938及计算机电源，开机；(2)双击DH5938软件图标，进入主界面；(3)系统参数设置：①选择工作通道范围（开始通道1-1,结束通道2-8）；②从“设置(S)”下拉菜单“信号选择”中确定具体的通道；③选择采样频率；④选择采样方式；(4)通道参数设置；①测量内容（均选“压电传感器”）；②工程单位（选N或ms-2）；③转换因子（点击“压电传感器”修改）；(5)点击“绘图新建窗口”(可重复)；(6)将所有窗口进行“水平平铺”或“垂直平铺”；(7)点击“控制(C)”下拉菜单中“清除零点”；(8)进行采样;(9)结束采样，数据文件存储。4.CA-YD压电式加速度传感器的基本原理CA-YD压电式加速度传感器采用压电陶瓷材料，利用压电效应原理，即压电晶体材料在承受一定方向的外力作用时，其极化表面会产生相应的电荷，且Q=d•F式中Q为电荷量，d为材料压电常数，F为作用力。这种压电传感器具有频响宽、灵敏度高、精度高、横向灵敏度小和抗外界干扰能力强的优点，目前广泛应用于航空航天、机械、土木、交通等各领域。本实验用加速度传感器由底座、质量块、敏感元件和外壳组成。常用安装方法有：螺钉安装（M5螺钉）；粘接安装（如用502胶、环氧树脂等）；云母片（隔热、绝缘）；磁铁座注意事项：1）压电式加速度传感器是精密换能仪器，使用时防止跌落；2）为保证其高阻抗性，使用时防止插座部位污染；3）不得自行拆开5．LC冲击力锤的工作原理图2力脉冲信号图3力脉冲频谱LC冲击力锤也是利用石英晶体的压电效应制作的，它具有灵敏度高、非线fP(f)tp(t)4性误差小、固有频率高，测量时所需设备简单、操作方便，不需激振器和功率放大器等特点，广泛用于机械阻抗的测量、模态分析和桩基检测。力脉冲及其频谱见图2、图3。本实验试件材料为A3钢，采用铝锤帽敲击。锤击力大小的选择：锤击力的大小取决于冲击锤的质量和敲击速度，对小试件用力不能过大，否则会引起结构的非线性而致使测试系统过载；对于小试件不能用力过小，否则不足以激起各阶模态。注意事项：1）冲击力锤电缆联接后，不可任意拉动，以免接线端点断脱；2）严禁用手触摸电缆线的插头；3）切忌超过适用范围的冲击力、撞击力。思考题：1）电荷信号怎样送入计算机采样?2）加速度传感器对结构固有频率测试有影响吗？若有，如何修正？3）本实验采用尼龙锤帽合适吗？4）每次锤击时，力的大小不可能完全一致，那么，实验得到的结构模态参数可靠吗？为减少误差，可采取什么办法？5实验二悬臂梁自由振动响应、锤击激励响应的测量一、实验目的1.进一步学习和掌握现代测试仪器设备的使用；2.熟悉结构自由振动响应的测量；3.了解不同初始条件下自由振动响应特性；4.掌握结构锤击激励下响应的测量。二、实验设备DH5937动态应变测试系统1台DH5938振动测试系统1台CA-YD压电式加速度传感器3个LC-03冲击力锤1把悬臂梁试验件1件三、实验内容1...