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土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院第第44章结构动载试验章结构动载试验结构动载试验的特点：结构动载与静载试验的区别标准：惯性力的影响或加载速度大小。结构动载试验爆炸或冲击荷载试验结构疲劳试验振动台试验结构振动试验低周反复试验结构拟动力试验荷载持续时间短，强度大，作用次数少重复荷载作用产生内部损伤、破坏模拟地震下结构反应获取结构动力特性参数（?）研究构件在地震下的细部抗震性能计算机与试验机联机-模拟地震，大比例试件施加在结构上的荷载（大小、方向）随时间连续变化；结构在动载下的反应与结构自身的动力特性密切相关；动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化；材料的力学性能随加载速度而变化，加载设备、试验方法不同。施加在结构上的荷载（大小、方向）随时间连续变化；结构在动载下的反应与结构自身的动力特性密切相关；动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化；材料的力学性能随加载速度而变化，加载设备、试验方法不同。土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院4.2结构动载试验的仪器仪表结构动载中，结构反应的基本变量为：速度、加速度、动位移和动应变等被测信号连续变化，无法人工测量和记录4.2.2动态信号测试的基本概念动态信号传感器信号放大器滤波器示波器记录仪器数字信号处理器动态信号系统的评价指标和性能参数：1）与频率相关的特性2）信号的滤波和衰减3）信号放大和衰减的表示方法4）动测仪器的输入输出和阻抗匹配5）绝对振动测量和相对振动测量的概念6）测量仪器的分辨率土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院4.2.2动态信号测试的基本概念2）信号的滤波和衰减1）与频率相关的特性高频、低频，静态信号，直流分量；频率响应→系统的动态特性；土木工程结构：≤100Hz（即≥0.01S）→低频；汽车发动机：≥5000Hz（即≤0.0002S）→高频；滤波：滤除动态信号的某些成分；信号的衰减：信号在传输时受到抑制的现象；通频带、阻频带、截止频率：低通滤波器、高通滤波器带通滤波器、带阻滤波器模拟、数字滤波器；12通频带21Tf土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院4.2.2动态信号测试的基本概念4）输入输出和阻抗匹配3）信号放大和衰减的表示方法分贝/dB——表示信号的放大和衰减；)/lg(20)(0xxdBG基准信号输出信号如x/x0=10,则G=20dB阻抗匹配——反映输入电路和输出电路之间的功率传输关系；当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。利用电路阻抗匹配技术可以提高输出功率。5）绝对和相对振动测量的概念位移——反映安装基点和量测对象之间的相对位移；如安装基点为绝对不动点，则为绝对位移。加速度、速度——当直接安装在结构上，则为绝对加速度、速度。信号放大倍数土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院4.2.2动态信号测试的基本概念6）测量仪器的分辨率分辨率——指测量仪器有效辨别的最小示值差。分辨率与信号电压与噪声电压的比值有关。4.2.3结构动载试验中的传感器1.惯性式传感器的基本原理2.电动式传感器1）磁电式相对速度传感器①构造；②性能指标；2）惯性式磁电速度传感器3.压电式传感器4.其他传感器1)压阻式加速度传感器2)电涡式位移传感器3)新型加速度传感器土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院4.2.3结构动载试验中的传感器1惯性式传感器的基本原理0)()()]()([tkxtxctxtxmrrAr典型的单自由度m-k-d体系，其运动方程为：xAxr)()()(2)(200txtxtxtxArrr传感器的固有频率阻尼比tXtxAAAsin)(假定：tXtxAAAAsin)(2求解有：)sin()2()1()()(2222121120200tXeAeAetxAAtjtjtr频率比=wA/w0相位角Steadystate稳态解主要利用稳态解的特性，有以下三种情况：transient瞬态解与初始条件有关，且随时间衰减-2-10120123456789WAW0-2-10120123456789SteadyresponseTotalresponse土木工程实验技术土木工程学院土木工程学院4.2.3结构动载试验中的传感器0.1)2()1(2222lim可用传感器测量结构的振动位移1）当...