楼房模型1～3阶主振型测量

楼房模型1～3阶主振型测量一、实验目的用稳态激扰法测量楼房模型的1～3阶主振型。二、实验装置和仪器1.YE15001工程结构静、动态参数综合实验台；2.YE15401非接触式激振器；3.YE6252Y1功率放大器；4.YE6252Y2扫频信号发生器；5.CWY－DO－504电涡流式位移传感器；6.YE6252Y4位移测量仪。三、实验原理和方法三层楼房模型可简化为图4.2所示的三自由度等质量、等刚度、等粘滞阻力系数的振动力学模型。当在第1层质量块上作用有动态激扰力tFFsin0时，系统将以其固有特性产生强迫振动。由实验三知道，当激扰频率与系统的某一阶固有频率相接近时，系统将发生共振，其位移响应达到极大值。此时各质量块之间的位移值将按照其固有的形态变化，其形状称为系统的某阶主振型，如图5.1所示。实验时，先用实验三的方法找出系统的3阶共振频率，然后调节信号发生器的激励频率，使之为第1阶共振频率，同时在相同激励条件下（激振器静态间隙和功率放大器输出电流相同）分别测量出楼房模型第1、2、3层的位移响应；再分别调节信号发生器的激励频率使之分别为第2、3阶共振频率，同时在相同激励条件下分别测量出楼房模型第1、2、3层的位移响应，经归一化处理后即可绘出系统的1、2、3阶主振型。mmm图5.1楼房模型1～3阶主振型示意图0yx0yx0yx1阶主振型2阶主振型3阶主振型四、实验步骤1.将YE15401非接触式激振器用其调整机构调节到距楼房模型第1层大约3mm处，CWY－DO－504电涡流位移传感器用其调整机构调节到楼房模型的第3层处，CL－YB－3/100K应变力传感器用其调整机构调离开楼房模型；2.开启YE6252工程结构静、动态参数测量与控制仪器电源。按照YE6252Y4位移测量仪的使用说明设置增益[GAIN]为×1；检波方式[DETECTOR]为直流（DC）；输出方式[OUTPUTSELECT]为间隙（ORIG）；调节灵敏度归一化按键[SENS]使其与所用传感器的灵敏度相同；利用其调整机构调节传感器的原始安装间隙为2mm；然后将输出方式置测试（MODI）档，检波方式置峰峰值（P－P）档，按下清零（ZERO）键清零；3.按照YE6252Y2扫频信号发生器的使用说明设置其频率调节方式为手动调节（MANUAL），用电位器[ADJUST]调节输出信号频率，使其显示值为5Hz；4.按照YE6252Y1功率放大器的使用说明设置信号输入方式［INPUTSELECT］为“INT”（内部输入），用电位器[ADJUST]调节输出电流大小，使其显示值为200mA；5.逐步增加信号发生器的输出频率（即激扰频率），同时观察位移测量仪上的位移响应，当其读数为极大值时对应的激扰频率即为系统的1阶共振频率；然后再调节信号发生器的输出频率，并同时观察位移测量仪上的位移响应，当其读数为第2个和第3个极大值时对应的激扰频率即分别为系统的2、3阶共振频率；6.调节信号发生器的输出频率至系统的第1阶共振频率，从位移测量仪上可读出第3层上的位移响应；然后调节功率放大器的输出电流为0mA，将CWY－DO－504电涡流位移传感器用其调整机构调节到楼房模型的第2层处，并按照步骤2）重新设置位移测量仪的参数，再将功率放大器的输出电流调节到200mA，读取位移测量仪上第2层的位移响应；依此方法再测出第1层质量块在相同激励条件下的位移响应；7.分别调节信号发生器的输出频率至系统的第2、3阶共振频率，依照步骤6）可分别测出系统在第2、第3阶共振时，其第1、2、3层质量块在相同激励条件下的位移响应；8.根据以上测量数据，以楼房模型高度为纵坐标，各层的位移响应为横坐标，并进行归一化处理，即可绘出楼房模型如图5.1所示的1、2、3阶主振型；9.测量完成后，恢复仪器。五、实验结果处理建议按照表5.1记录实验数据，并进行归一化处理后绘出楼房模型如图5.1所示的1、2、3阶主振型。表5.1楼房模型1～3阶主振型测量实验数据记录表主振型阶数i123共振频率)(Hzfni第1层位移响应（mm）第2层位移响应（mm）第3层位移响应（mm）激励条件激振器静态间隙：mm功放输出电流：mA六、注意事项1.注意各锁紧螺旋的松紧；2.位移传感器应安装在质量块的中部；3.注意测量某阶主振型时，各层位移响应应该在相同的激励条件下测量。