温度对结构振动特性的影响研究
【图文】：
感器，该类型传感器的质量与简支梁自重相比非常小，可忽略不计。ＤＨ５９２２动态信号采集仪（图２），每通道具有独立的高速Ａ／Ｄ转换器及缓冲储存器，实现了多通道并行采集，通道间无串扰影响及采样速率不受通道数目的限制，大大提高了系统的抗干扰能力；并且具有先进的ＤＤＳ数字频率合成技术产生高精度、高稳定度的采样脉冲，保证了多通道采样频率的同步性、准确性和稳定性。图２ＤＨ５９２２动态信号采集仪１．２．２试验步骤和方法在梁的跨中（测点１）和１／４跨（测点２）的位置各布置一个压电式加速度传感器（图１），与ＤＨ５９２２动态信号采集分析系统连接，试验的激振点选择在３／４跨处。为了减小噪声对测试信号的影响，除了在分析过程（动态测试后处理）中采用平均技术，在测试过程中也要采取必要的减噪措施。首次测试前，仪器预热３ｍｉｎ。为了防止在环境激励下实测信号加速度响应值过孝信噪比过低等导致测试失败，采用瞬态激励法即自由振动法中的初速度法。在测试时，为了避免采集锤击对自振信号的影响，在锤击之后再开始启动采样。根据简支梁的一阶固有频率计算公式，得到梁的固有频率近似等于１３．５Ｈｚ，依据采样定理，确定采样频率为１００Ｈｚ；根据选窗原则，窗函数采用汉宁窗；选用线性平均，平均次数定为５０次，分析点数定为１０２４，分辨率达到０．０９８Ｈｚ，满足试验精度要求。应用峰值法识别结构的固有频率。峰值法最初是基于结构自振频率在其频率响应函数上会出现峰值。峰值的出现成为特征频率的良好估计。对于环境振动，由于此时频率响应函数失去意义，将由环境振动响应的自谱来取代频率响应函数。此时，特
T1（a）梁内传感器的布置（b）梁截面的测点布置与编号中性轴T5T4T3T2T615085252020300图４梁内部的温度传感器布置图（单位：ｃｍ）温度/℃距下表面的距离/m0501001502002503001820222426283006:0012:0018:000:00图５梁在不同时间段沿厚度方向的温度分布梁顶部温度温度/℃频率/Hz33312927252321191713.713.613.513.413.313.213.113.012.906:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:00频率梁底部温度时刻图６频率变化与温度变化从图６可以看出：上午时分当温度上升时，结构的频率下降；在下午时分当温度下降时，频率增大。多元线性回归技术被用来分析频率和温度之间的关系。建立一个多元线性回归模型的方程如下：ｆ＝βｏ＋β１ｔ１＋…＋βｐｔｐ＋εｆ（１）式中：ｆ为模态频率；β０，β１，…，βｐ为回归线性方程系数；εｆ为回归误差；ｔ１，…，ｔｐ为温度自变量。首先，使用结构６个测量点得到的温度作为自变量（ｐ＝６）。用最小二乘法拟合温度数据计算出方程的回归系数。相关系数Ｒ２＝０．９８。误差的标准偏差为０．０２Ｈｚ，Ｒ２＝０．９８表明频率和温度有较显著的相关性。在一些文献中，研究人员选择结构表面平均温度［即（Ｔ１＋Ｔ６）／２］、空气温度以及结构表面温差的平均［即（Ｔ１－Ｔ６）／２］作为自变量。这些变量也被应用到现在的试验数据中，相应地在式（１
【参考文献】
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本文编号：2770953
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