久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置及其方法
【專利摘要】一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置及其方法，包括力錘或落錘、激光發(fā)生器、激光接收器、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集儀、測(cè)點(diǎn)，所述測(cè)點(diǎn)設(shè)于橋面上，所述力錘或落錘用于錘擊測(cè)點(diǎn)，所述激光接收器通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集儀電連接；所述激光發(fā)生器設(shè)于橋面上且激光接收器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)，或激光接收器設(shè)于橋面上且激光發(fā)生器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)。本發(fā)明還包括橋面柔度測(cè)試的方法。本發(fā)明之方法簡(jiǎn)單，可直接利用頻響函數(shù)矩陣在0Hz處取值，從而得到模態(tài)柔度；測(cè)試準(zhǔn)確；本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。
【專利說(shuō)明】一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力測(cè)試領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，利用動(dòng)力測(cè)試來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別的方法有以下兩種:1、工作模態(tài)分析，利用隨機(jī)脈動(dòng)的測(cè)試信號(hào)來(lái)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)提?。?、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，利用外部激勵(lì)的手段使結(jié)構(gòu)振動(dòng)來(lái)識(shí)別參數(shù)，其中利用力錘來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵(lì)的方法稱為脈沖錘擊法，該方法能夠提供較高的信噪比，已逐漸成為一種廣泛應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力測(cè)試方法。
[0003]并且脈沖錘擊測(cè)試能從頻響函數(shù)中獲取結(jié)構(gòu)的模態(tài)質(zhì)量從而獲得模態(tài)柔度，因此就能預(yù)測(cè)靜載試驗(yàn)下結(jié)構(gòu)的任何變形，成為靜載試驗(yàn)的有力補(bǔ)充。它與靜載試驗(yàn)結(jié)果的比較，能成為橋梁性能評(píng)估的有力工具。
[0004]實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)函數(shù)會(huì)受到各種噪聲的干擾而辨識(shí)困難，因此如何從頻響函數(shù)中有效地識(shí)別結(jié)構(gòu)的柔度是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。
[0005]傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力信號(hào)測(cè)試，往往利用加速度傳感器測(cè)試結(jié)構(gòu)反應(yīng)，由這種情形計(jì)算出的頻響函數(shù)為“加速度導(dǎo)納”。而要計(jì)算模態(tài)柔度，則需要將“加速度導(dǎo)納”轉(zhuǎn)化為“位移導(dǎo)納”。因此在計(jì)算頻響函數(shù)的過(guò)程中，需要在頻域中除以(jw)2。這樣理論上可以直接在位移導(dǎo)納頻率為O的縱軸上直接量取頻響函數(shù)的截距即為柔度矩陣中的柔度系數(shù)。然而當(dāng)頻率較小時(shí)，由于頻響函數(shù)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中除以了(jw)2，因此獲得的位移導(dǎo)納將增大。當(dāng)頻率接近為O時(shí)，位移導(dǎo)納為無(wú)窮大。這樣用測(cè)量在加速度導(dǎo)納OHz截距的方法獲取柔度系數(shù)就遇到了實(shí)際困難，因?yàn)樗玫降氖且粋€(gè)無(wú)窮大的數(shù)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置及其方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，
[0008]本發(fā)明之一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度的裝置，包括力錘或落錘、激光發(fā)生器、激光接收器、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集儀、測(cè)點(diǎn)，所述測(cè)點(diǎn)設(shè)于橋面上，所述力錘或落錘用于錘擊測(cè)點(diǎn)，所述激光接收器通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集儀電連接；所述激光發(fā)生器設(shè)于橋面上且激光接收器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)，或激光接收器于橋面上且激光發(fā)生器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)。
[0009]進(jìn)一步，所述測(cè)點(diǎn)的位置與加載車的輪載點(diǎn)位置相同。
[0010]本發(fā)明之一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度方法，包括以下步驟:
[0011](I)設(shè)備安裝:將一個(gè)激光發(fā)生器放在被測(cè)試橋梁主體結(jié)構(gòu)橋面的某一測(cè)點(diǎn)上，將激光接收器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)的固支位置處，使激光接收器保持固定不動(dòng)，不隨橋面的振動(dòng)而振動(dòng)；或?qū)⒓す饨邮掌髟O(shè)于橋面上且激光發(fā)生器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)的固支位置處，使激光發(fā)生器保持固定不動(dòng)，不隨橋面的振動(dòng)而振動(dòng)，激光接收器與數(shù)據(jù)采集儀器電連接；
[0012](2)獲取力錘的力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào):將力錘或落錘放在某一錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，使橋臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)步驟(I)中激光發(fā)生器振動(dòng)，激光發(fā)生器所在測(cè)點(diǎn)位置的位移隨時(shí)間變化的位移時(shí)域信號(hào)傳送給激光接收器，同時(shí)數(shù)據(jù)采集儀器記錄下來(lái)位移響應(yīng)信號(hào)；力脈沖信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀器進(jìn)行了記錄，即同時(shí)得到了力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào)；
[0013](3)計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù):對(duì)步驟(2)所得的力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到測(cè)試點(diǎn)的頻率響應(yīng)函數(shù)；
[0014](4)獲取頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣上對(duì)應(yīng)的一列:移動(dòng)步驟(I)中激光發(fā)生器的測(cè)點(diǎn)位置，將力錘或落錘放在步驟(2)的錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，重復(fù)步驟(2)和步驟(3)，直到將所有測(cè)點(diǎn)的位移響應(yīng)得到，即得到頻率響應(yīng)函數(shù)上對(duì)應(yīng)的一列；
[0015](5)獲取滿陣的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣:將力錘或落錘移動(dòng)到下一個(gè)錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，重復(fù)步驟(2)-(4)，如此反復(fù)，將所有測(cè)點(diǎn)都錘擊完成后，即得到一個(gè)滿陣的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣；
[0016](6)柔度分析:通過(guò)截取步驟(5)滿陣中的位移在OHz上的截距，得到結(jié)構(gòu)的柔度矩陣中的柔度系數(shù)，利用該矩陣可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在卡車加載下的變形，對(duì)比實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值，對(duì)結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行判斷和評(píng)估。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明之方法簡(jiǎn)單，可直接利用頻響函數(shù)矩陣在OHz處取值，從而得到模態(tài)柔度；測(cè)試準(zhǔn)確；本發(fā)明之裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，橋臺(tái)端部設(shè)有激光接收器，由于激光接收器所處位置不受橋面振動(dòng)的影響，能接收到激光發(fā)生器產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1
[0021]參照附圖1，本實(shí)施例之利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置，包括力錘1、激光發(fā)生器2、激光接收器3、數(shù)據(jù)線4、數(shù)據(jù)采集儀5、測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)6設(shè)于橋面7上，力錘I錘擊測(cè)點(diǎn)6，激光接收器3通過(guò)數(shù)據(jù)線4與數(shù)據(jù)采集儀5電連接，使測(cè)試得到的位移響應(yīng)數(shù)據(jù)保存起來(lái)；激光發(fā)生器2設(shè)于橋面7上且激光接收器3設(shè)于橋梁主跨支撐處8外側(cè)，由于激光接收器3所處位置不受橋面7振動(dòng)的影響，因此它能夠接收到接收激光發(fā)生器2產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)。
[0022]測(cè)點(diǎn)6的位置分布正好對(duì)應(yīng)于一車輛的輪胎位置，測(cè)點(diǎn)的數(shù)量為6個(gè)，用于模擬橋面板的卡車荷載。
[0023]本實(shí)施例之利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度方法，包括以下步驟:
[0024](I)設(shè)備安裝:將一個(gè)激光發(fā)生器2放在被測(cè)試橋梁主體結(jié)構(gòu)的橋面7某一測(cè)點(diǎn)6上，將激光接收器3設(shè)于橋梁主跨支撐處8外側(cè)的固支位置處，使激光接收器3不隨橋面7的振動(dòng)而振動(dòng)，激光接收器3與數(shù)據(jù)采集儀器5電連接；
[0025](2)獲取力錘I的力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào):將力錘I放在某一錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，使橋面7產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)步驟(I)中激光發(fā)生器2振動(dòng)，激光發(fā)生器2所在測(cè)點(diǎn)位置的位移隨時(shí)間變化的位移時(shí)域信號(hào)傳送給激光接收器3，同時(shí)數(shù)據(jù)采集儀器5記錄下來(lái)位移響應(yīng)信號(hào)；力脈沖信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀器5進(jìn)行了記錄，即同時(shí)得到了力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào);
[0026](3)計(jì)算單點(diǎn)的頻率響應(yīng)函數(shù):對(duì)步驟(2)所得的力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，到頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣上對(duì)應(yīng)的一點(diǎn)；
[0027](4)獲取頻率響應(yīng)函數(shù)上對(duì)應(yīng)的一列:移動(dòng)步驟(I)中激光發(fā)生器2的測(cè)點(diǎn)位置，將力錘I放在步驟(2)的錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，重復(fù)步驟(2)和步驟(3)，直到將所有測(cè)點(diǎn)的位移響應(yīng)得到，即得到頻率響應(yīng)函數(shù)上對(duì)應(yīng)的一列；
[0028](5)6X6的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣:將力錘I移動(dòng)到下一個(gè)錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，重復(fù)步驟
(2)-(4)，如此反復(fù)，將所有測(cè)點(diǎn)都錘擊完成后，即得到一個(gè)滿陣的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣；
[0029](6)柔度分析:通過(guò)截取滿陣中的位移導(dǎo)納在OHz上的截距，得到結(jié)構(gòu)的柔度矩陣中的柔度系數(shù)，利用該矩陣可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在卡車荷載的變形，對(duì)比實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值，對(duì)結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行判斷和評(píng)估。
[0030]實(shí)施例2
[0031]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，落錘I錘擊測(cè)點(diǎn)，激光接收器3設(shè)于橋面7上且激光發(fā)生器2設(shè)于橋梁主跨支撐處8外側(cè)。
[0032]其余與實(shí)施例1基本相同。
【權(quán)利要求】
1.一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置，其特征在于，包括力錘或落錘、激光發(fā)生器、激光接收器、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)采集儀、測(cè)點(diǎn)，所述測(cè)點(diǎn)設(shè)于橋面上，所述力錘或落錘用于錘擊測(cè)點(diǎn)，所述激光接收器通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集儀電連接；所述激光發(fā)生器設(shè)于橋面上且激光接收器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)，或激光接收器設(shè)于橋面上且激光發(fā)生器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度裝置，其特征在于，所述測(cè)點(diǎn)的位置與加載車的輪載點(diǎn)位置相同。
3.一種利用激光位移信號(hào)測(cè)試橋面柔度方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)設(shè)備安裝:將一個(gè)激光發(fā)生器放在被測(cè)試橋梁主體結(jié)構(gòu)橋面的某一測(cè)點(diǎn)上，將激光接收器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)的固支位置處，使激光接收器保持固定不動(dòng)，不隨橋面的振動(dòng)而振動(dòng)；或?qū)⒓す饨邮掌髟O(shè)于橋面上且激光發(fā)生器設(shè)于橋梁主跨支撐處外側(cè)的固支位置處，使激光發(fā)生器保持固定不動(dòng)，不隨橋面的振動(dòng)而振動(dòng)，激光接收器與數(shù)據(jù)采集儀器電連接； (2)獲取力錘的力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào):將力錘或落錘放在某一錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，使橋臺(tái)產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)步驟(I)中激光發(fā)生器振動(dòng)，激光發(fā)生器所在測(cè)點(diǎn)位置的位移隨時(shí)間變化的位移時(shí)域信號(hào)傳送給激光接收器，同時(shí)數(shù)據(jù)采集儀器記錄下來(lái)位移響應(yīng)信號(hào)；力脈沖信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀器進(jìn)行了記錄，即同時(shí)得到了力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào)； (3)計(jì)算頻率響應(yīng)函數(shù):對(duì)步驟(2)所得的力信號(hào)和位移響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，得到測(cè)試點(diǎn)的頻率響應(yīng)函數(shù)； (4)獲取頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣上對(duì)應(yīng)的一列:移動(dòng)步驟(I)中激光發(fā)生器的測(cè)點(diǎn)位置，將力錘或落錘放在步驟(2)的錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，重復(fù)步驟(2)和步驟(3)，直到將所有測(cè)點(diǎn)的位移響應(yīng)得到，即得到頻率響應(yīng)函數(shù)上對(duì)應(yīng)的一列； (5)獲取滿陣的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣:將力錘或落錘移動(dòng)到下一個(gè)錘擊點(diǎn)進(jìn)行錘擊，重復(fù)步驟(2)-(4)，如此反復(fù)，將所有測(cè)點(diǎn)都錘擊完成后，即得到一個(gè)滿陣的頻率響應(yīng)函數(shù)矩陣； (6)柔度分析:通過(guò)截取步驟(5)滿陣中的位移在OHz上的截距，得到結(jié)構(gòu)的柔度矩陣中的柔度系數(shù)，利用該矩陣可以預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在卡車加載下的變形，對(duì)比實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值，對(duì)結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行判斷和評(píng)估。
【文檔編號(hào)】G01M7/02GK104132792SQ201410348948
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】周云, 蔣運(yùn)忠, 謝利民 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)