【摘要】：在振動(dòng)測(cè)試中,當(dāng)前大多數(shù)研究者只研究大氣溫度或結(jié)構(gòu)表面溫度對(duì)模態(tài)頻率的影響,而結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度是非均勻分布的,僅利用空氣溫度和表面溫度不能有效地得到結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率和溫度之間的關(guān)系。因此需要測(cè)定并分析內(nèi)部溫度對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的影響。該文以一片混凝土簡(jiǎn)支梁作為研究對(duì)象,測(cè)定結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度和模態(tài)頻率,并分析內(nèi)部溫度對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的影響。研究發(fā)現(xiàn):結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度變化是不均勻和非線性的,結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度變化和結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率之間相關(guān)性更顯著,說明結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度對(duì)模態(tài)頻率的影響比空氣溫度和表面溫度的影響要大得多。
【圖文】：

感器，該類型傳感器的質(zhì)量與簡(jiǎn)支梁自重相比非常小，可忽略不計(jì)。ＤＨ５９２２動(dòng)態(tài)信號(hào)采集儀（圖２），每通道具有獨(dú)立的高速Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器及緩沖儲(chǔ)存器，實(shí)現(xiàn)了多通道并行采集，通道間無串?dāng)_影響及采樣速率不受通道數(shù)目的限制，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力；并且具有先進(jìn)的ＤＤＳ數(shù)字頻率合成技術(shù)產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定度的采樣脈沖，保證了多通道采樣頻率的同步性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。圖２ＤＨ５９２２動(dòng)態(tài)信號(hào)采集儀１．２．２試驗(yàn)步驟和方法在梁的跨中（測(cè)點(diǎn)１）和１／４跨（測(cè)點(diǎn)２）的位置各布置一個(gè)壓電式加速度傳感器（圖１），與ＤＨ５９２２動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)連接，試驗(yàn)的激振點(diǎn)選擇在３／４跨處。為了減小噪聲對(duì)測(cè)試信號(hào)的影響，除了在分析過程（動(dòng)態(tài)測(cè)試后處理）中采用平均技術(shù)，在測(cè)試過程中也要采取必要的減噪措施。首次測(cè)試前，儀器預(yù)熱３ｍｉｎ。為了防止在環(huán)境激勵(lì)下實(shí)測(cè)信號(hào)加速度響應(yīng)值過孝信噪比過低等導(dǎo)致測(cè)試失敗，采用瞬態(tài)激勵(lì)法即自由振動(dòng)法中的初速度法。在測(cè)試時(shí)，為了避免采集錘擊對(duì)自振信號(hào)的影響，在錘擊之后再開始啟動(dòng)采樣。根據(jù)簡(jiǎn)支梁的一階固有頻率計(jì)算公式，得到梁的固有頻率近似等于１３．５Ｈｚ，依據(jù)采樣定理，確定采樣頻率為１００Ｈｚ；根據(jù)選窗原則，窗函數(shù)采用漢寧窗；選用線性平均，平均次數(shù)定為５０次，分析點(diǎn)數(shù)定為１０２４，分辨率達(dá)到０．０９８Ｈｚ，滿足試驗(yàn)精度要求。應(yīng)用峰值法識(shí)別結(jié)構(gòu)的固有頻率。峰值法最初是基于結(jié)構(gòu)自振頻率在其頻率響應(yīng)函數(shù)上會(huì)出現(xiàn)峰值。峰值的出現(xiàn)成為特征頻率的良好估計(jì)。對(duì)于環(huán)境振動(dòng)，由于此時(shí)頻率響應(yīng)函數(shù)失去意義，將由環(huán)境振動(dòng)響應(yīng)的自譜來取代頻率響應(yīng)函數(shù)。此時(shí)，特

T1（a）梁內(nèi)傳感器的布置（b）梁截面的測(cè)點(diǎn)布置與編號(hào)中性軸T5T4T3T2T615085252020300圖４梁內(nèi)部的溫度傳感器布置圖（單位：ｃｍ）溫度/℃距下表面的距離/m0501001502002503001820222426283006:0012:0018:000:00圖５梁在不同時(shí)間段沿厚度方向的溫度分布梁頂部溫度溫度/℃頻率/Hz33312927252321191713.713.613.513.413.313.213.113.012.906:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:00頻率梁底部溫度時(shí)刻圖６頻率變化與溫度變化從圖６可以看出：上午時(shí)分當(dāng)溫度上升時(shí)，結(jié)構(gòu)的頻率下降；在下午時(shí)分當(dāng)溫度下降時(shí)，頻率增大。多元線性回歸技術(shù)被用來分析頻率和溫度之間的關(guān)系。建立一個(gè)多元線性回歸模型的方程如下：ｆ＝βｏ＋β１ｔ１＋…＋βｐｔｐ＋εｆ（１）式中：ｆ為模態(tài)頻率；β０，β１，…，βｐ為回歸線性方程系數(shù)；εｆ為回歸誤差；ｔ１，…，ｔｐ為溫度自變量。首先，使用結(jié)構(gòu)６個(gè)測(cè)量點(diǎn)得到的溫度作為自變量（ｐ＝６）。用最小二乘法擬合溫度數(shù)據(jù)計(jì)算出方程的回歸系數(shù)。相關(guān)系數(shù)Ｒ２＝０．９８。誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差為０．０２Ｈｚ，Ｒ２＝０．９８表明頻率和溫度有較顯著的相關(guān)性。在一些文獻(xiàn)中，研究人員選擇結(jié)構(gòu)表面平均溫度［即（Ｔ１＋Ｔ６）／２］、空氣溫度以及結(jié)構(gòu)表面溫差的平均［即（Ｔ１－Ｔ６）／２］作為自變量。這些變量也被應(yīng)用到現(xiàn)在的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，相應(yīng)地在式（１

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙曉梅;張濤;竇仲峗;;軌道交通混凝土梁溫度變形影響因素分析[J];城市軌道交通研究;2007年08期

【共引文獻(xiàn)】

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1 竇仲峗;張濤;;預(yù)應(yīng)力混凝土箱型軌道梁溫度場(chǎng)分析[J];城市軌道交通研究;2009年03期

2 王翔;劉映材;陳長(zhǎng)明;;施工過程中高鐵連續(xù)梁橋日照溫差效應(yīng)分析[J];城市軌道交通研究;2011年10期

3 周廣東;李愛群;丁幼亮;王高新;;基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的潤(rùn)揚(yáng)大橋懸索橋全壽命評(píng)估隨機(jī)溫度場(chǎng)模擬[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年05期

4 姚明鏡;張春良;岳夏;;故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)械制造;2014年06期

5 麻勝蘭;翁柳青;姜紹飛;;傳感器性能退化與結(jié)構(gòu)損傷響應(yīng)異常區(qū)分研究[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

6 丁幼亮;王高新;;Estimating extreme temperature differences in steel box girder using long-term measurement data[J];Journal of Central South University;2013年09期

7 顧斌;陳志堅(jiān);陳欣迪;;Temperature gradients in concrete box girder bridge under effect of cold wave[J];Journal of Central South University;2014年03期

8 馬建;孫守增;楊琦;趙文義;王磊;馬勇;劉輝;張偉偉;陳紅燕;陳磊;康軍;;中國(guó)橋梁工程學(xué)術(shù)研究綜述·2014[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2014年05期

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1 鄧亞士;高速磁浮交通迭合式軌道梁變形及力學(xué)特性研究[D];北京交通大學(xué);2010年

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1 王昭勇;大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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1 錢衛(wèi);胡世德;薛偉辰;;全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的長(zhǎng)期變形計(jì)算[J];城市軌道交通研究;2006年06期

【相似文獻(xiàn)】

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1 張善同;;模態(tài)參數(shù)的一種測(cè)試—計(jì)算方法[J];振動(dòng).測(cè)試與診斷;1983年02期

2 張宗蘭;加剩余項(xiàng)直接法識(shí)別機(jī)床復(fù)模態(tài)參數(shù)[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1985年A6期

3 朱東生，朱f^，田琪;識(shí)別橋梁模態(tài)參數(shù)時(shí)域法的仿真研究[J];蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);1995年03期

4 朱長(zhǎng)春,何彩英,張景繪,李虹;利用地脈動(dòng)試驗(yàn)識(shí)別樓房結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);1999年02期

5 郭琦;宋一凡;賀拴海;;多肋式梁橋模態(tài)參數(shù)分解識(shí)別與試驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2007年09期

6 張思;高翔;;利用計(jì)算結(jié)果與模態(tài)參數(shù)修正結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型[J];南京工學(xué)院學(xué)報(bào);1988年02期

7 鄭鋼鐵,黃文虎,邵成勛,鄒涇湘;低信噪比情況下識(shí)別模態(tài)參數(shù)的時(shí)域平均方法[J];航空學(xué)報(bào);1990年09期

8 夏益霖;結(jié)構(gòu)界面約束的模態(tài)參數(shù)變換方法[J];強(qiáng)度與環(huán)境;1997年03期

9 曹芳輝;;從模態(tài)參數(shù)的變化角度探討結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的規(guī)律[J];遼寧建材;2009年02期

10 肖祥;任偉新;戴恩彬;;基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)變模態(tài)參數(shù)隨機(jī)子空間識(shí)別法[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年09期

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1 張永興;劉禮標(biāo);陳建功;;懸臂擋墻-巖土系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的影響因素分析[A];第十二次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

2 鄧兆祥;何渝生;;利用差分方程辨識(shí)汽車構(gòu)件模態(tài)參數(shù)的新方法[A];四川省汽車工程學(xué)會(huì)第一屆二次年會(huì)論文集[C];1991年

3 張新軍;李凡;彭衛(wèi);;基于模態(tài)參數(shù)損傷靈敏度分析的傳感器優(yōu)化布置[A];第20屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2011年

4 陽(yáng)華;楊炳淵;;應(yīng)用AR模型處理風(fēng)洞顫振試驗(yàn)數(shù)據(jù)[A];第七屆全國(guó)空氣彈性學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2001年

5 魏建輝;陳美霞;和衛(wèi)平;牟彬杰;;基于空氣中模態(tài)參數(shù)的水中結(jié)構(gòu)固有頻率估算方法研究[A];第十二屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2009年

6 吳召明;靜大海;王芳;;一種工作模態(tài)參數(shù)的在線時(shí)域辨識(shí)方法[A];第七屆工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

7 姚學(xué)鋒;楊桂;姚振漢;戴福隆;方競(jìng);;先進(jìn)復(fù)合材料自行車架的動(dòng)力學(xué)特性分析[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第三卷）[C];1997年

8 李潔;項(xiàng)昌樂;劉輝;;變速箱箱體模態(tài)參數(shù)的數(shù)值模擬分析[A];第九屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

9 李潔;項(xiàng)昌樂;劉輝;;變速箱箱體模態(tài)參數(shù)的數(shù)值模擬分析[A];第九屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

10 王建宏;朱永紅;;飛機(jī)顫振模態(tài)參數(shù)的輔助變量方差辨識(shí)[A];第24屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2012年

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1 王俊元;基于ICA的工作模態(tài)參數(shù)辨識(shí)方法研究[D];太原理工大學(xué);2008年

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1 劉翔;動(dòng)力系統(tǒng)模型定階及溫度對(duì)于模態(tài)參數(shù)的影響研究[D];湖南大學(xué);2008年

2 張小寧;基于隨機(jī)子空間方法的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 張冬兵;基于模態(tài)參數(shù)的損傷識(shí)別方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2007年

4 張楨;基于應(yīng)變頻響函數(shù)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別[D];武漢理工大學(xué);2005年

5 蘇德沛;斜拉拱橋模型試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析及拉索對(duì)模態(tài)參數(shù)影響研究[D];湖南大學(xué);2008年

6 何能;橋梁氣動(dòng)彈性模型模態(tài)參數(shù)及顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別方法研究[D];西南交通大學(xué);2014年

7 王然江;用模態(tài)參數(shù)判斷橋梁的健康狀況[D];清華大學(xué);2010年

8 楊國(guó)斌;基于模態(tài)參數(shù)的海洋平臺(tái)損傷檢測(cè)技術(shù)研究[D];東北石油大學(xué);2014年

9 張茂爭(zhēng);基于模態(tài)參數(shù)辨識(shí)技術(shù)的虛擬動(dòng)態(tài)分析儀設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2006年

10 王超峰;軌道車輛車門運(yùn)行模態(tài)分析方法研究[D];西南交通大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2770953