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某框架结构振动特性测试与控制分析研究

作　者: 倪川
导　师: 管品武
学　校: 郑州大学
专　业: 结构工程
关键词: 框架结构结构振动动力测试模态分析谐响应分析
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 128次
引　用: 2次
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内容摘要

结构振动问题是一个影响工业生产和结构安全的重要问题,轻者影响正常生产,重者导致结构的破坏。振动往往无法避免,但可以控制在容许范围之内。本文以某框架结构振动问题为工程背景,采用动力测试与有限元分析相结合的方法,对结构动力特性进行了详细的分析,找出了结构的振动原因,并提出了相应的加固方案。在运用有限元分析方法对各方案进行加固效果分析后,确定最终加固方案。现场再次测试表明,加固效果良好。最后结合本工程实例,提出处理框架结构振动问题的一般步骤。本文所作的具体研究工作为：(1)采用环境随机激振法对结构本身进行现场动力特性测试,找出结构的固有频率以及能量集中的频率带,通过信号频域分析找出结构各层楼板各方向的最大振动位移幅值；并对结构周围环境进行动力测试,在此基础上对结构振动原因进行初步分析。(2)建立有限元模型,对结构进行模态分析和谐响应分析,找出结构各个频率点的最大位移响应以及可能出现的共振区域。结合实测结果以及有限元分析结果,进一步分析结构振动过大的真实原因。(3)结合分析结果,初步提出两种加固方案,建立加固后结构有限元模型,对各加固模型进行加固效果的有限元分析。综合考虑各种因素后提出最优加固方案。(4)对加固后结构再次进行现场振动测试,以此验证加固效果及有限元分析方法的正确性。对比加固前后的分析结果,给出加固后的效果评估。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 研究背景及现状  10-11
  1.2 工程振动的概念和分类  11-13
    1.2.1 工程振动的概念  11
    1.2.2 工程振动的分类  11-13
  1.3 结构减振措施  13-14
  1.4 本文的课题来源及主要研究工作  14-16
    1.4.1 课题来源  14
    1.4.2 本文主要研究内容  14-16
2 动力特性的测试与分析  16-37
  2.1 振动测试方法  16-18
    2.1.1 共振法  16-17
    2.1.2 自由振动法  17-18
    2.1.3 脉动法  18
  2.2 振动分析处理方法  18-21
    2.2.1 信号的频域分析  19-20
    2.2.2 环境随机激振下频响函数的估计  20-21
    2.2.3 无输入量测的频响函数估计  21
  2.3 工程概况  21-23
  2.4 测试仪器与方法  23-26
    2.4.1 测试仪器  23-24
    2.4.2 测试方法  24
    2.4.3 测点及测站布置  24-26
  2.5 动力特性测试结果分析  26-35
    2.5.1 动力特性测试结果  26-34
    2.5.2 测试结果分析  34-35
  2.6 振源分析  35-36
  2.7 本章小结  36-37
3 有限元动力分析  37-54
  3.1 有限元模型的建立  37-40
    3.1.1 单元类型的选取  37-38
    3.1.2 材料属性的确定  38-39
    3.1.3 模型的建立  39-40
  3.2 模态分析  40-48
    3.2.1 模态分析理论  40-42
    3.2.2 边界条件的确定  42
    3.2.3 结构模态分析  42-48
  3.3 谐响应分析  48-52
    3.3.1 谐响应分析理论  48-49
    3.3.2 阻尼的确定  49-50
    3.3.3 结构谐响应分析  50-52
  3.4 本章小结  52-54
4 减振加固方案分析  54-68
  4.1 加固处理原则及措施  54-55
    4.1.1 加固处理原则  54
    4.1.2 加固措施要点  54-55
  4.2 加固方案效果分析  55-59
    4.2.1 加大构件截面效果分析  55-57
    4.2.2 增设钢支撑效果分析  57-59
    4.2.3 加固效果对比分析  59
  4.3 最终加固方案  59-62
  4.4 加固效果测试分析  62-67
  4.5 本章小结  67-68
5 总结及展望  68-71
  5.1 总结  68-69
  5.2 展望  69-71
参考文献  71-74
致谢  74

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