[发明专利]利用人工激振的结构动力特性快速测试方法

摘要

本发明涉及一种利用人工激振的结构动力特性快速测试方法，包括：S1.利用可穿戴传感器和测力板，建立实测人致荷载数据库；S2.对实测人致荷载地反力和人体特征点运动加速度归一化后进行比较，获得人体运动特征点加速度‑地反力关系；S3.利用人的跳跃、摇摆等运动对待测结构进行动力激振，并同步测量人体运动时的特征点加速度和结构在对应方向上的响应时程；S4.利用S2中所求的关系，重构人工激振的激振力时程；S5.根据上述步骤所测得的结构激励和响应，利用模态测试技术，获得结构的自振频率、阻尼比、模态质量等动力特性。本发明可以对多种不同的结构形式进行多种方向的激振并进行快速动力测试，且测试结果可信度较高。

主权项

1.一种利用人工激振的结构动力特性快速测试方法，其特征在于，该方法包括：S1.人工激振数据库建立步骤：利用可穿戴智能传感器和高精度测力板分别测量人体跳跃、摇摆、屈伸律动(Bounce)时身体特征点的运动加速度与地面反作用力，建立实测人致荷载数据库；S2.对实测人致荷载地反力和人体特征点运动加速度归一化后进行比较，获得人体运动特征点加速度‑地反力关系，即人体运动的人致荷载模型；人体运动为较为规律的周期性运动，故利用其特征点加速度和地反力测量值各自平移至均值为零后的RMS值进行比较，为使结果无量纲化，将特征点加速度与人体质量相乘，比例系数(即人体运动时的质量参与系数)为其中:M为测试人员的身体质量，F_i和分别为为测力板记录的侧向地反力及其均值，a_j和分别为加速度传感器记录的特征点侧向加速度及其均值，m和n为记录的数据点数量；S3.利用脉动法测得待测结构待测阶的自振频率和阻尼，利用这一频率的跳跃、摇摆等运动对待测结构进行动力激振，并利用两个或更多的可穿戴传感设备同步地测量人体运动时的特征点加速度和结构在对应方向上的响应；S4.利用步骤S2中所求的质量参与系数R，利用下式重构人工激振时对结构的激振力时程其中F(t)为地反力,n为刚体体段数，mi、ai(t)和Ri分别是第i个体段的质量、特征点加速度以及质量参与系数；S5.根据步骤S4所测得的结构激励和响应，利用模态测试技术，获得结构的自振频率、阻尼比、模态质量。