振动疲劳试验系统机械装置的设计翻译--刁海洋.docVIP

Chen, G., X. Yang and H. Mu, “裂纹混凝土结构非线性振动的稳定性”。振动理论及应用高级问题的国际会议——中国，西安，2000年6月19—22日，科学出版社，pp.457-462。 裂纹混凝土结构非线性振动的稳定性 G. D. Chen, X. B. Yang and H. M. Mu 密苏里大学罗拉分校土木工程系 罗拉, MO 65409-0030 美国 摘要 钢筋混凝土（RC）结构往往要经受打击甚至是超额负载。在他们的寿命中，由于人为或自然意外的负载，如卡车相撞，地震事件，裂纹可能会扩张。当裂缝达到足够的宽度和深度，足以造成明显的软化时，钢筋混凝土结构在非线性的方式来回应动态负载，即使是在弱振动水平。这种软化有时会导致不稳定的结构振动。在本文中，两个钢筋混凝土梁的试验结果提出在谐波负载下研究破裂结构的瞬态和固定属性。通过一系列试验测试，变形和加速度传递函数都获得了。一些现象与非线性振动在测试过程中被观察到，物理的见解也被获得。关于非线性特性额外自重的作用是实验研究的目的。 1 引言 基于振动的损伤检测技术已被广泛应用于机械和航空航天工程结构。其钢筋混凝土（RC）结构的应用程序有一个最近的起源。在这一领域的主要发展已经被报导在几个审查文件中。在这些应用中的关键问题之一是了解钢筋混凝土结构的动态特性，当严重时会由裂痕。模型试验经常被用来研究这个问题.在理想的边界条件下，声发射已被用来研究一个小规模的钢筋混凝土梁的动态行为。 本文报导了两个完整的大型钢筋混凝土梁在实验室的测试结果。这项研究的目的是了解破获钢筋混凝土在瞬态和固定属性动态载荷下的结构。重点是放在附加费意见和钢筋混凝土结构的振动的不稳定与稳定的物理解释。额外的自重对结构动态特性的影响被广泛的研究。 2 检验标本和安装 2.1测试标本 两个相同的钢筋混凝土梁被投出并在实验室测试。他们长6.1米（20英尺），截面宽38厘米（15英寸）深47厘米（18.5英寸）。所用的混凝土材料具有39.8兆帕（5,770 psi）的抗压强度和0.0038的极限应变。混凝土梁被两个5号与两个6号在底部的钢筋增强。在实验室的热轧带肋钢筋测试表明，五号和六号分别增援屈服强度345兆帕（50,000 psi）及6号552兆帕（80,000磅）。无压缩加固梁且每一个在韧性特性上都设计失败。弹性模量钢筋是200帕（29106PSI）。 2.2 测试装置 每个混凝土梁都被安置在两辊5.79中号（19英尺）中。两个横梁进一步支持了辊锚入螺纹杆的坚硬地板。为了保持在横向稳定性，4个支架被用在两个梁的两端，以防止在测试过程中的任何横向移动。筋混凝土梁还被绑在强地板的两端，利用其支撑以消除潜在隆起，如图1所示。 图1 对于静态和动态测试，均采用集中力量在跨中。静态负载提供30吨的液压千斤顶，在30吨甜甜圈称重传感器的系列连接，被安装在反应框架和混凝土梁之间，如图2所示。每个静态测试后，称重传感器都被拆除为安装机械振荡器（摇床）腾出空间。动态负载是振动筛所产生的，该振动筛被连接到一个电动马达作为轴，如图3所示。 图2 3 测试计划和程序 3.1 测试计划 在密苏里州，每个钢筋混凝土梁代表一个坚实状态板桥。梁截面开裂和最终的时刻分别等于到53.3 KN.M（39.3 kip.ft）和176.3 KN.M（130 kip.ft）。他们在跨中相应的点负载分别为PCR=36.6千牛（8.22窑子）和PU =121.0千牛（27.2窑子）。根据大桥上的交通负荷即梁所表示的，梁在跨中相当于受到Pser=40.5千牛（9.1服务负载窑子）。 图3 通过动态测试得到的梁在添加辅助自重的概念用于稳定梁的振动。这两个标准被设置用以确定最大的死重，这两个标准被称为该文件中的预紧力。一是要避免任何潜在堆载预压加动态测试梁开裂加载自动态试验不应该施加任何额外的裂缝。由于现有混凝土板梁桥的负载服务,二是要限制的最大预紧内在跨中的等效点负载。根据这些标准，最大的预紧力估计是19.8千牛（4.45窑子）其提供的阻尼比梁被假定为开始开裂时为1％。对于梁测试，采用预紧高达11.9千牛（2.68窑子）在动态测试中，它代表的总重量约钢筋混凝土梁的50%。这些负荷的身体紧紧附加在梁顶部的钢板上，如图3所示。 有两个因素被认为是确定梁试验的动态负载峰值。一是要避免任何梁的运动，在其支持下。另一种是考虑软化效应对频率裂缝中束和一个预置效果（质量）的发展，这大约相当于自然频率减少50％。第一个因素是考虑限制束加速不到一个g（重力加速度）。二是实施估计最低的自然频率破获了一个完整的预压束。在遵守上述两个标准的条件下，动态负载的大小被确定为：