結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼特性的研究.pdf

1、阻尼是工程結(jié)構(gòu)固有的動(dòng)力特性之一。結(jié)構(gòu)的阻尼對(duì)于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特性有著很重要的影響，特別是對(duì)于柔性結(jié)構(gòu)。實(shí)測(cè)是獲取結(jié)構(gòu)阻尼比最直接有效的手段，但是由于實(shí)測(cè)結(jié)果離散性大、隨機(jī)性強(qiáng)，因此，國(guó)內(nèi)外的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)大多采用常阻尼比模型。研究表明，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比具有非線性性質(zhì)，其中針對(duì)彈塑性工作階段阻尼比非線性特性的研究成果較多，而針對(duì)彈性階段的研究則相對(duì)較少，一般認(rèn)定結(jié)構(gòu)在彈性階段的阻尼比為常數(shù)。但是，已有部分研究表明，即使在線彈性階段，結(jié)構(gòu)的阻尼

2、比也會(huì)發(fā)生變化而非定值。因此，準(zhǔn)確、合理地確定結(jié)構(gòu)的阻尼特性變得越來(lái)越重要，探索阻尼的變化規(guī)律具有十分重要的理論意義和工程價(jià)值。
　　為了探討結(jié)構(gòu)在線彈性階段的阻尼特性，本文采用材質(zhì)相對(duì)均勻、結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的鋼懸臂梁構(gòu)件為試驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)懸臂梁自由振動(dòng)試驗(yàn)，研究阻尼比的變化規(guī)律。首先設(shè)計(jì)制作了8根相同的矩形截面懸臂梁構(gòu)件（計(jì)算長(zhǎng)度為1m，截面尺寸為30mm×8mm）。并根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料拉伸試驗(yàn)》（GB/T228.1—2010）規(guī)

3、定的試驗(yàn)方法對(duì)懸臂梁構(gòu)件的材料力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析，得到了懸臂梁的彈性模量和拉伸強(qiáng)度。然后基于材性試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了懸臂梁自由振動(dòng)試驗(yàn)方案。最后采用自由衰減法對(duì)懸臂梁構(gòu)件進(jìn)行不同初始振動(dòng)幅度下的自由振動(dòng)測(cè)試，識(shí)別不同振動(dòng)幅度時(shí)懸臂梁的阻尼比。
　　論文研究了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在自由振動(dòng)下阻尼比的變化規(guī)律，分析了線彈性范圍內(nèi)阻尼比與振動(dòng)幅度的關(guān)系，得出了以下結(jié)論：
　　1、對(duì)比各根懸臂梁之間的前三階振動(dòng)頻率可以發(fā)現(xiàn)，雖然各構(gòu)件間的

4、頻率有些差異，但總體而言基本符合對(duì)照試驗(yàn)要求，因此本次對(duì)照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)基本成功；
　　2、整個(gè)阻尼性能試驗(yàn)過(guò)程中，懸臂梁構(gòu)件的應(yīng)變?cè)?με~919.9με范圍內(nèi)變化。由懸臂梁構(gòu)件材料拉伸試驗(yàn)得到其彈性模量為214703.299N/mm2、抗拉屈服強(qiáng)度為295.379MPa（對(duì)應(yīng)應(yīng)變的量級(jí)為104με）。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)中懸臂梁構(gòu)件的應(yīng)變變化范圍遠(yuǎn)小于屈服時(shí)的應(yīng)變，故懸臂梁的變形一直處于線彈性的范圍內(nèi)；
　　3、線彈性范圍內(nèi)，在振