結構構件阻尼特性的研究.pdf

1、阻尼是工程結構固有的動力特性之一。結構的阻尼對于結構的動力響應特性有著很重要的影響，特別是對于柔性結構。實測是獲取結構阻尼比最直接有效的手段，但是由于實測結果離散性大、隨機性強，因此，國內外的規(guī)范標準大多采用常阻尼比模型。研究表明，建筑結構的阻尼比具有非線性性質，其中針對彈塑性工作階段阻尼比非線性特性的研究成果較多，而針對彈性階段的研究則相對較少，一般認定結構在彈性階段的阻尼比為常數。但是，已有部分研究表明，即使在線彈性階段，結構的阻尼

2、比也會發(fā)生變化而非定值。因此，準確、合理地確定結構的阻尼特性變得越來越重要，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值。
　　為了探討結構在線彈性階段的阻尼特性，本文采用材質相對均勻、結構較為簡單的鋼懸臂梁構件為試驗對象，通過懸臂梁自由振動試驗，研究阻尼比的變化規(guī)律。首先設計制作了8根相同的矩形截面懸臂梁構件（計算長度為1m，截面尺寸為30mm×8mm）。并根據國家標準《金屬材料拉伸試驗》（GB/T228.1—2010）規(guī)

3、定的試驗方法對懸臂梁構件的材料力學性能進行了試驗分析，得到了懸臂梁的彈性模量和拉伸強度。然后基于材性試驗的試驗結果，設計了懸臂梁自由振動試驗方案。最后采用自由衰減法對懸臂梁構件進行不同初始振動幅度下的自由振動測試，識別不同振動幅度時懸臂梁的阻尼比。
　　論文研究了結構構件在自由振動下阻尼比的變化規(guī)律，分析了線彈性范圍內阻尼比與振動幅度的關系，得出了以下結論：
　　1、對比各根懸臂梁之間的前三階振動頻率可以發(fā)現，雖然各構件間的

4、頻率有些差異，但總體而言基本符合對照試驗要求，因此本次對照試驗的設計基本成功；
　　2、整個阻尼性能試驗過程中，懸臂梁構件的應變在0με~919.9με范圍內變化。由懸臂梁構件材料拉伸試驗得到其彈性模量為214703.299N/mm2、抗拉屈服強度為295.379MPa（對應應變的量級為104με）。對比發(fā)現，試驗中懸臂梁構件的應變變化范圍遠小于屈服時的應變，故懸臂梁的變形一直處于線彈性的范圍內；
　　3、線彈性范圍內，在振