1 土木结构的振动测试、数字信号处理与实验模态分析 屠良尧 哈尔滨工业大学 2009. 4. 25 土木工程中有大量广泛使用的由钢结构、钢筋混凝土结构或砖混结构组成的建筑、桥梁、水坝等、高塔等；其突然损坏往往会造成物资毁损和人员伤亡的重大事故,振动监测与结构动态特性(如模态参数)的识别十分重要! 本次讲课重点是东华测试仪器和分析软件的理论基础和应用技巧，讲稿中没讲的较深入的内容请参考电子文档“振动讲座资料0904T”（简称DD） 目 录 前 言 土木结构动态特性测试与分析的特点 A．振动测试 A1 序 言 A2 振动测试仪器 A3 传感器的分类与用途 A4. 传感器的最优布置与性能补偿 A5. 数据采集系统 B．数字信号处理（DSP） B1. 序 言 B2. 模拟信号处理回顾 B3. 数字信号预处理:去除趋势,矩和时域统计量,微积分等 B4. 数字信号处理一:幅值域分析 B5. 数字信号处理二:时差域分析 B6. 数字信号处理三:频率域分析 B7. 数字信号处理四:希尔伯特变换及用途,实倒谱与复倒谱等 C．实验模态分析 C1. 序 言 C2. 五种模态参数 C3. 实验模态分析方法的分类 C4. 频响函数、传递率和相干函数 C5. 测力法求模态参数 C6. 不测力法求模态参数 2 D．悬臂梁振动测试演示 D1. 本悬臂梁的理论计算数据（与实验结果对比） D2. 共振频率(固有频率)为传递函数极零点表达式中的极点,是系统总体特性 D3. 用测力法求悬臂梁模态参数 模态分析的分类：测力法和不测力法（环境激励法） 附录一～附录十 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 前 言 土木结构动态特性测试与分析的特点 一般工程中振动测试的目的即用途见附录三(其中振动台测试进展可看一下,日本已建造世界上最大（ 1200 吨）振动台,可把四层楼房放在台上试验，土木结构振动测试的目的主要有 ※ 动态特性测试：主要求模态参数 ※ 动挠度：由于惯性式传感器低频性能较差，测出动挠度精度稍低，有人提出用倾角 仪 (Inclinometer)测，精度高；见DD 中“桥梁动挠度测量” ※ 土木结构如建筑物的振动对人的影响：按国家标准（如GB/T 50355-2005 “住宅建筑室内振动限值及其测量方法”）进行测量和评估 测量结果常用无量纲对数值（分贝，dB）表示,国标规定见后 1. 土木结构的动态特性参数(模态参数)，用测力法（测输入和响应，EMA 实验模态分析）可求五组模态参数，用不测力法（只能测工作时的响应数据，OMA 工作模态分析和ODS 工...
