结构动力学

1. 模型

1. 首先使用非常细且坚固的矩形T6011铝合金梁（宽度为1/32英寸，长度不同）构建若干结构。构建第一个模型时，将一根长度为12英寸的悬臂梁插入一个非常刚性的木块中，并在悬臂梁的自由端施加0.25磅的质量。
2. 类似地，通过将不同长度的悬臂梁连接到同一刚性木块上，构建其他模型结构。在每个悬臂梁的自由端均附加0.25磅的质量。
3. 准备另外两个试件，模拟具有柔性柱和刚性楼板的简单框架结构。这些结构可由薄钢板和刚性亚克力楼板隔板制成。其中一个结构为单层，另一个为两层。楼板隔板将安装加速度计进行测量。

2. 仪器

在这些演示中，将使用一种小型台式电动单自由度振动台。该装置基本上由一个在两条导轨上运动的小型金属平台组成，平台由电动机驱动产生位移。位移通过计算机进行数字控制，计算机可输入周期性信号（正弦波）或随机加速度信号（预编程的地震地面加速度时程）。所有控制均通过专用软件或MatLab及Simulink类软件实现。可通过将输入激励信号与安装在振动台上的加速度计输出信号进行比较，来验证输入激励函数的准确性。

3. 实验步骤

1. 使用固定在模型底座上的螺栓，小心地将带有各种悬臂梁的模型安装到振动台上。开启振动台，并通过软件缓慢增加频率，直至每根悬臂梁均达到结构的最大响应。注意每根悬臂梁在特定频率下进入共振状态。在笔记本中记录该频率值。继续增加频率，直到所有悬臂梁的位移显著减小。
2. 将单层模型结构安装到振动台上，并重复上述过程。缓慢扫描频率，直至达到共振状态。重置软件以运行典型的地面加速度时程曲线（1940年El Centro地震波），以展示地震过程中发生的随机振动。
3. 将双层结构模型安装到振动台上，并重复该过程。注意此种情况下会出现两个自振频率。