[实用新型]一种构件固有频率的识别系统

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及单元振动模态实验，尤其涉及一种构件固有频率的识别系统。

[背景技术]

固有频率、振型和阻尼比等模态参数是结构及其单元系统的固有特征，也是进行结构动力反应分析、性能评估的重要前提和依据。工程实践和科研工作中，模态试验是确定实际结构及其单元模态参数直接而有效的途径。

模态测试的常规方法在许多土木和机械工程振动的学术或技术著作中都有介绍，例如《建筑振动工程手册》(徐建主编，中国建筑工业出版社，北京，2002年11月)。实施的基本过程是，利用受测结构或结构单元的振动，通过事先布置在结构上的拾振器采集相关数据并传输至数据分析系统，进而得到受测系统的固有频率等模态参数。

结构模态借助结构的自由振动或外激振动的信号信息加以辩识。模态试验或工程测试中，结构的振动源可采用环境激励或人工激励。其中，环境激励利用了地脉动和风脉动引起的受测对象的微小振动，而人工激励则采用力锤、振动台或激振器等设施。前者信噪比低，需要长时间采集振动信号，识别效率和效果通常较低；后者对实验者的经验、实施的技术条件要求较高，实验成本和协调难度较大且具有损伤结构的潜在风险。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种对构件无损、且能够排除环境干扰，激振方法简便实用、识别过程高效、结果准确的构件固有频率的识别系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种构件固有频率的识别系统，包括粘贴于被测构件上的拾振器、通过导线连接于拾振器信号输出端的信号采集与处理装置和外部激振源，所述的外部激振源是播音装置。

以上所述的识别系统，播音装置的扬声器布置在被测构件附近，朝向被测构件。

以上所述的识别系统，所述的信号采集与处理装置是动态信号分析仪。

以上所述的识别系统，所述的拾振器为加速度传感器、速度传感器或位移传感器。

本实用新型的构件固有频率的识别系统，可用于识别钢筋和混凝土结构及单元的模态参数，具有激振方法简便实用、识别过程和结果高效准确的特点，激励的施加可以不受空间及结构单元形式的限制且不会对构件造成损伤、激励效应可以排除环境干扰，便于批量快速识别获取多组结构单元的固有频率及其特征规律。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例简支梁固有频率识别系统示意图。

图2是本实用新型实施例播音装置播放的《梁山伯与祝英台》小提琴协奏曲主旋律前180秒的时程。

图3是本实用新型实施例播音装置播放的《梁山伯与祝英台》小提琴协奏曲主旋律前180秒的频谱。

图4是本实用新型实施例信号采集与处理装置记录的前180秒的时程。

图5是本实用新型实施例信号采集与处理装置记录的前180秒时程转换的频谱。

图6是本实用新型实施例信号采集与处理装置记录的前30分钟时程转换的频谱。

[具体实施方式]

本实用新型实施例的构件固有频率的识别系统如图1所示，包括作为被测构件的简支梁1、粘贴于简支梁1上的拾振器2、通过导线3连接于拾振器2信号输出端的信号采集与处理装置3和外部激振源5。

其中，外部激振源5是播音装置，信号采集与处理装置4是动态信号分析仪，拾振器2为加速度传感器、速度传感器或位移传感器。

播音装置5的扬声器布置在被测构件的下方，朝向被测构件播放乐曲。

本实用新型的构件固有频率的识别系统的工作过程包括以下基本步骤：

1)通过网上注册下载或实物购买等方式获得音乐乐曲；

2)采用音箱等常规音乐播放装置，面向结构或结构单元播放乐曲；

3)利用拾振器和信号采集与处理装置拾取被测构件的振动信号；

4)利用信号采集与处理装置具有的频域分析功能获得被测构件的固有频率。