请教锤击法到底是基于脉冲函数还是半正弦波？

boy8106

hcharlie 发表于 2016-6-13 18:19
看看你几篇论述，好像你也接受了我的“初速度”的观点了，我继续说下去。
你给的图是力的时程图和频谱 ...

不是很能理解，但是”击于不同频率的物体上能激起的初速度与物体固有频率的关系图“这个东西，似懂非懂，不过好像确实也能解释。你去看看28楼那个人的回答，我觉得100%契合我的点。

可能到了研究生及以后的阶段，这个知识啊，每个人的理解点不一样，可能没有了确切的答案，所以才需要研究嘛

hcharlie

boy8106 发表于 2016-6-13 19:06
你去看看28楼那个人的回答，我觉得100%契合我的点。
...

“对于一个线性系统，输入什么频率，输出就是什么频率，只是幅度和相位会有变化，不会有其他频率产生。”
大彻大悟了！但是，这句话我必须得说一说。数学上讲，单自由度振动系统，输入单频正弦波，2阶微分方程的解，由两部分组成，通解和特解，通解是系统固有频率的自由衰减振动，由初始条件确定，特解是输入频率的强迫振动，通解部分随着时间加长而减小，特解随着时间加长而稳定。所以上面的话是对特解而言的，不要忘记还有通解，激励时间越长，特解才占主导作用，对于冲击这种短时作用这句话要仔细斟酌斟酌 !

boy8106

hcharlie 发表于 2016-6-13 19:50
“对于一个线性系统，输入什么频率，输出就是什么频率，只是幅度和相位会有变化，不会有其他频率产生。 ...

对对对补充的很到位，《结构动力学》上有一页就讲你说的这个内容，差点都忘了，不过针对这点想一想，对着锤击法这个冲击荷载，主体是自由振动，可咱们讨论的却是特解部分（稳态反应），有点诡异，又有点掉坑里了...我猜想，因为”对于简谐荷载下的体系运动方程解析解，其中的第三项（特解部分）是直接由动荷载引起的，其振动频率与外荷载频率相同“，可能，对于冲击荷载，所含频率很多，这个在列解析式的时候，会不会是这个”第三项“会有好多项.....等过几天考完试，我看有没有想法推导推导，不过最头疼高数部分的内容了.....
刚看了下《随机振动与谱分析入门》这本书，就是你4L给出的那段话，他说，脉冲响应法考量的是瞬态反应....真是学海无涯...我想静静，我先整理整理往结课论文里放的内容再说...


1我现在发现，我在30楼第二条解释错误了，因为动力放大系数这个是针对稳态反应的东西，而咱们现在说脉冲响应考量的是瞬态反应，果然又是个坑。但是又一想，讲道理，我觉得，动力放大效应是客观存在的，之所以在稳态里考虑这个，是因为稳态里持续时间长，所以放大效应的明显，就比如共振，而在瞬态里，因为阻尼，很快衰减了，所以不考虑放大效应，但讲道理，都是结构在按照一定频率在振动，所以放大效应肯定是存在的，只不过真的衰减很快。所以，我在想，在锤击法中，所谓的软件去识别振型是不是基于这个原理？（老师今天提了下说，电脑显示的图就是传递函数，峰值就是振型，我猜这个传递函数这块的物理意义其实就是基于放大效应）

TestGuru

一个线性系统的自由衰减振动项毫无疑问也是同频输入激励出来的，或以前的同频激励，或当前的非完美（意味着有泄漏为其他频率成分）的非同频激励。否则如果一个线性系统的固有频率是10kHz, 用纯1HZ能激励出来吗？

boy8106

TestGuru 发表于 2016-6-14 00:23
一个线性系统的自由衰减振动项毫无疑问也是同频输入激励出来的，或以前的同频激励，或当前的非完美（意味着 ...

额...关于这点，这不是我真不知道么，我学土木工程专业的，不是机械、信号系统啥的专业的，并没有学习过这块理论内容，但我既然要引用这句话，所以我想知道出处嘛

TestGuru

boy8106 发表于 2016-6-13 18:54
“对于一个线性系统，输入什么频率，输出就是什么频率，只是幅度和相位会有变化，不会有其他频率产生。” ...

这是LTI线性时不变系统的基本理论。附件是MIT的一个相关讲义。只帖出重点几句话如下，实在没料到这句话都有疑问。




Frequency Response Of LTI Systems-MIT.pdf (854.52 KB, 下载次数: 10)

2016-6-14 00:47 上传

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TestGuru

boy8106 发表于 2016-6-14 00:33
额...关于这点，这不是我真不知道么，我学土木工程专业的，不是机械、信号系统啥的专业的，并没有学习过 ...

没事，论坛不必太严肃，我也不保证我说的都对，钦佩你刨根问底的态度。

boy8106

TestGuru 发表于 2016-6-14 00:49
这是LTI线性时不变系统的基本理论。附件是MIT的一个相关讲义。只帖出重点几句话如下，实在没料到这句话都 ...

嗯，谢谢了，还想麻烦你看一下我30楼第2条和33楼最后这段话，是否合理？或者等我一会整理出来贴下边：

野菊

虽然看的似懂非懂  但我还是坚持看完了  有所收获  谢谢各位

TestGuru

TestGuru 发表于 2016-6-14 00:49
这是LTI线性时不变系统的基本理论。附件是MIT的一个相关讲义。只帖出重点几句话如下，实在没料到这句话都 ...

半周期的正弦波不是单频信号，而是宽频信号。前面已有介绍。而且时间越短，频谱越宽。


500微秒的半周期正弦波的频谱


100微秒的半周期正弦波的频谱


单位冲激的频谱

TestGuru

boy8106 发表于 2016-6-14 01:00
嗯，谢谢了，还想麻烦你看一下我30楼第2条和33楼最后这段话，是否合理？或者等我一会整理出来贴下边：

我是没什么意见，这里高手很多，看看别人是否有意见。

jiangwj

楼主您好  我想问一下  你主要做什么试验  现场吗

boy8106

jiangwj 发表于 2016-6-15 09:09
楼主您好  我想问一下  你主要做什么试验  现场吗

额还是研一在读，只在试验室老师带着对着钢结构模型做了试验，研二会做对混凝土框架缩尺模型的模态试验，也可能带着设备对建筑做原位试验，这得看导师安排

hcharlie

boy8106 发表于 2016-6-14 01:00
嗯，谢谢了，还想麻烦你看一下我30楼第2条和33楼最后这段话，是否合理？或者等我一会整理出来贴下边：

理论是没有问题了，解释可以多样，它不是证明，有合理性就可。
我偏向的较合理的解释：从振动系统微分方程的解来看，当冲击力扰动过去以后，力=0了，此时方程的特解也=0了，只剩下通解，通解就是结构从初始条件开始，以固有频率作自由衰减振动。好像不提放大效应，不但固有频率也能出来，而且别的频率一概被抹除了。

boy8106

hcharlie 发表于 2016-6-15 10:55
理论是没有问题了，解释可以多样，它不是证明，有合理性就可。
我偏向的较合理的解释：从振动系统微分 ...

"好像不提放大效应，不但固有频率也能出来，而且别的频率一概被抹除了。"
可以可以，好像这样更合理一些，不过，放大效应还可以存在，让固有频率的振动更明显，二者不矛盾。

不过，这样子的话，就需要考虑动力效应的合理性了，因为书上提动力效应都是在稳态里才会有，之前，我认为瞬态反应也存在动力放大效应，是因为，本质上是结构以自振频率振动，但，现在想想，一个结构仅仅以自振频率振动，凭啥要放大反应？？想想单摆，如果没有阻尼的话，单摆会一直保持同样的最大位移，来回振动。所以，好像，只有当有外力作用时，二者在同步一致时，才能产生放大效应，就像玩荡秋千一样。
所以，看来，“对于线性系统，输入什么频率，输出就是什么频率”，这句话，应当增加个限定范围，“系统的稳态反应”

看来，又得结课论文内容了...还好还没打印上交

已修改，如下图


完美！

所以，其实一开始@TestGuru 在28楼讲的内容，针对锤击法的可行性，即为什么能成功激励结构固有频率的原因上，还是稍微有些出入，因为，对于持续荷载，主要分析结构的稳态反应，输入信号什么频率，输出就是什么频率。而对于锤击法，主要分析结构的瞬态反应，已经包含自振频率了，所以在这点上，输入信号是什么频率无所谓，只要提供初始条件即可，之所以还要求宽频，是因为，再求传递函数时，输入如果是宽频，即水平线，这样输出与输入一比，规律（峰值）更明显，方便我们处理数据，因为本来环境扰动就很多。
我现在明白@hcharlie 在4楼引用的《随机振动与谱分析概论》中，为什么要区分稳态响应法和瞬态响应法了，这确是是两种原理啊！怪不得你说我们的误区在于”用稳态的思路去思考瞬态的方法“。