第六章结构动力试验
多旋翼无人机技术基础课件第六章
结构动力系统
多旋翼无人机结构动力学目的
多旋翼无人机结构动力学的目的就是研究关于多旋翼无 人机结构动力系统振动固有特性，它在外激励作用下产生动 响应的基本理论和分析方法，以使多旋翼无人机结构具有优 良的动力学特性。根据多旋翼无人机结构动力系统输入、输 出与系统特性三者之间的关系，可归纳为三类问题。
多旋翼无人机结构动力分析模型
由于多旋翼无人机结构十分复杂，其结构动力学同其他学科一样，不 可能将原始结构拿来分析计算，必须根据分析的目的、要求的计算精度、 结构的受力、传力特点、现有的计算条件来分析结构各部分在振动中的作 用，综合简化成正确反映结构动态特性的力学（物理）模型即分析模型。 一般说来，力学模型可分为连续系统模型与离散系统或称集中参数系 统模型，实际模型有时还可能是它们的复合模型。同一实际结构，根据分 析的目的、内容、精度要求，可以简化成不同的模型。除了外激励外，构 成结构动力学模型还必须包含质量、弹性、阻尼三大要素。对于集中质量 系统，这些要素可以具体化为质量件、弹性件与阻尼件。 （1）质量件是离散系统中产生惯性力、储存动能的功能件，通常假 定它是刚体，它具有惯性。 （2）弹性件是系统中产生弹性恢复力、提供结构刚度、储存势能的 功能件，一般假定它的质量略去不计。 （3）阻尼件是系统中产生阻尼力，使能量从动力系统中耗散出去的 功能件。
后存在的振动。
（2）自激振动：没有周期外力作用下，由系统内部激发及反馈的相互
作用而产生的稳定周期振动。自由振动和自激振动 的区别在于，自由振动的激励来自外界，只在初始受 激励；而自激振动的激励来自自身，并一直存在。
（3）强迫振动：结构系统在外激励作用下被迫产生的振动。 （4）参数振动：结构系统自身参数变化激发的振动。 （5）共振：结构系统所受激励的频率与该系统某阶固有频率相接近时，
第六章 结构动载试验
某结构在受动力荷载 作用后，测得振动记录曲 线如下图所示，试根据图 示振动曲线所标明的数据， 计算该结构的自振频率和 阻尼比。
自振频率： f 1 =1/0.2=5(Hz)
T
阻尼比： 1 ln xn =1/(3*π)*ln(25/19)=0.291 k xnk
或： 1 ln xn 2k xnk
2、共振法
它利用一个频率可调的激振机（一般采用离心激振
器）对结构施加周期性的简谐振动，使结构产生强迫
振动，记录各个激振频率及对应振幅，并作A〜ω曲线。
利用干扰力频率与结构自振率相等时，结构产生共
振的原则,曲线极值对应的频率就是结构的固有频率；
结构的阻尼比： ω1 ω2 ω3
A 2
0.707 A1max A1maxA2max
3、疲劳试验目的：研究结构的结构性能及其变化规律， 确定疲劳极限（疲劳破坏时的强度值）和疲劳寿命 （荷载重复作用的次数）。
4、疲劳试验分类：等幅等频疲劳、变幅变频疲劳和随机 疲劳。
结构疲劳试验的方法
1．自由振动法
• 自振频率和阻力比：采用初位移或初速度的突卸荷载 或突加荷载的方法，使结构产生自由振动，并记录振 动波形。自振频率和阻尼比确定方法如下。
自振频率： f 1 T
阻尼比： 1 ln xn k xnk
当只或取两：个 相邻1的l峰n 值xn计算： 或 12lnk xn xnk
2 xn1
6.4 结构动力反应试验
• 动态参数：在测试部位布置适当的测振仪器，测定结 构的振幅、频率（频率谱）、速度、加速度、动应变、 动挠度等。
动应变和动挠度的测 定：如下图，可通过布置 动态应变仪或位移传感器 测出应变时程曲线或位移 时程曲线。
• 振型：结构按其固有频率振动时，由惯性力引起的弹 性变形曲线，属于结构的动力特性，与外荷载无关。
飞行器结构力学基础电子教学教案
飞行器结构力学基础电子教学教案第一章：飞行器结构力学概述1.1 教学目标让学生了解飞行器结构力学的定义和研究对象。
让学生理解飞行器结构力学在航空航天工程中的重要性。
让学生掌握飞行器结构力学的基本概念和原理。
1.2 教学内容飞行器结构力学的定义和研究对象。
飞行器结构力学的重要性。
飞行器结构力学的基本概念和原理。
1.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过多媒体演示和动画视频帮助学生形象理解飞行器结构力学的基本概念和原理。
1.4 教学评估进行课堂讨论和提问，检查学生对飞行器结构力学的基本概念和原理的理解程度。
布置课后作业，要求学生运用所学的知识分析和解决实际问题。
第二章：飞行器结构元件2.1 教学目标让学生了解飞行器结构元件的分类和特点。
让学生掌握梁、板、壳等基本结构元件的受力分析和设计方法。
2.2 教学内容飞行器结构元件的分类和特点。
梁的受力分析和设计方法。
板的受力分析和设计方法。
壳的受力分析和设计方法。
2.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过多媒体演示和动画视频帮助学生形象理解飞行器结构元件的受力分析和设计方法。
2.4 教学评估进行课堂讨论和提问，检查学生对飞行器结构元件的受力分析和设计方法的理解程度。
布置课后作业，要求学生运用所学的知识分析和解决实际问题。
第三章：飞行器结构力学分析方法3.1 教学目标让学生了解飞行器结构力学分析方法的分类和特点。
让学生掌握静态分析和动态分析的方法和应用。
3.2 教学内容飞行器结构力学分析方法的分类和特点。
静态分析的方法和应用。
动态分析的方法和应用。
3.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
通过多媒体演示和动画视频帮助学生形象理解飞行器结构力学分析方法的特点和应用。
3.4 教学评估进行课堂讨论和提问，检查学生对飞行器结构力学分析方法的特点和应用的理解程度。
布置课后作业，要求学生运用所学的知识分析和解决实际问题。
第四章：飞行器结构强度和稳定性分析4.1 教学目标让学生了解飞行器结构强度和稳定性分析的定义和目的。
机器人学第六章(机器人运动学及动力学)
第六章 机器人运动学及动力学6.1 引论到现在为止我们对操作机的研究集中在仅考虑动力学上。
我们研究了静力位置、静力和速度，但我们从未考虑过产生运动所需的力。
本章中我们考虑操作机的运动方程式——由于促动器所施加的扭矩或作用在机械手上的外力所产生的操作机的运动之情况。
机构动力学是一个已经写出很多专著的领域。
的确，人们可以花费以年计的时间来研究这个领域。
显然，我们不可能包括它所应有的完整的内容。
但是，某种动力学问题的方程式似乎特别适合于操作机的应用。
特别是，那种能利用操作机的串联链性质的方法是我们研究的天然候选者。
有两个与操作机动力学有关的问题我们打算去解决。
向前的动力学问题是计算在施加一组关节扭矩时机构将怎样运动。
也就是，已知扭矩矢量τ，计算产生的操作机的运动Θ、Θ和Θ。
这个对操作机仿真有用，在逆运动学问题中，我们已知轨迹点Θ、Θ和Θ，我们欲求出所需要的关节扭矩矢量τ。
这种形式的动力学对操作机的控制问题有用。
6.2 刚体的加速度现在我们把对刚体运动的分析推广到加速度的情况。
在任一瞬时，线速度矢量和角速度矢量的导数分别称为线加速度和角加速度。
即BB Q Q BBQ Q 0V ()V ()d V V lim dt t t t t t∆→+∆-==∆ （6-1）和AA Q Q AAQ Q 0()()d lim dt t t t t t∆→Ω+∆-ΩΩ=Ω=∆ （6-2）正如速度的情况一样，当求导的参坐标架被理解为某个宇宙标架{}U 时我们将用下面的记号U A AORG V V = （6-3）和U A A ω=Ω （6-4）6.2.1 线加速度我们从描述当原点重合时从坐标架{}A 看到的矢量BQ 的速度AA B A A Q B Q B B V V BR R Q =+Ω⨯ （6-5）这个方程的左手边描述AQ 如何随时间而变化。
所以，因为原点是重合的，我们可以重写（6-5）为A AB A A B B Q B B d ()V dtB B R Q R R Q =+Ω⨯ （6-6） 这种形式的方程式当推导对应的加速度方程时特别有用。
【生物化学】第六章 酶促反应动力学
本章纲要
一、化学动力学基础 二、底物浓度对酶反应速度的影响 三、抑制剂对酶反应速度的影响 四、激活剂对酶反应速度的影响 五、温度对酶反应速度的影响 六、pH对酶反应速度的影响
一、化学动力学基础
了解反应速率及其测定 反应分子数和反应级数
一、化学动力学基础
㈠ 反应速率及其测定
单位时间内反应物的减少量或生成物的增加量用瞬时速率表示, 单位: 浓度/时间,研究酶反应速度以酶促反应的初速度为准。
第六章 酶促反应动力学
Enzyme kinetics
概述
研究酶促反应的速率以及影响此速率的各 种因素的科学,是酶工程中的重要内容
研究酶结构和功能的关系以及酶的作用机 制，需要动力学提供实验数据
发挥酶促反应的高效率，寻找最为有利的 反应条件
酶在代谢中的作用和某些药物的作用机制 具有理论研究的意义和实践价值
C是反应物的浓度变化, K为速率常数，是时间的倒数 基元反应:反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应。
一、化学动力学基础
2. 反应级数：实验测得的表示反应速率与反应浓度之间关系的概念。 对于基元反应
1.一级反应单分子反应符合V=KC的反应
蔗糖+水
葡萄糖+果糖 V=KC蔗糖C水
由于水的浓度变化影响可忽略（非限制性因素）则V=KC蔗糖
二、底物浓度对酶反应速度的影响
㈠ 中间络合物学说
L.米歇利斯和L.M.门腾(1913)基于酶被底 物饱和的现象，提出“中间产物”学说:
酶与底物反应时，通过特异识别作用，先 形成酶底物复合物，然后再形成产物和酶分 子，酶分子重新结合底物。
该学说已得到大量实验证实
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建筑结构试验绪论
郑州大学土木工程学院 孙增寿 教授
建筑结构试验
建筑结构试验
建筑结构试验
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 结构试验概论 结构试验的加载设备和试验装置 结构试验的数据采集和测量仪器 结构试验设计 结构静力试验 结构动力试验 结构抗震试验 非破损检测技术
第一章 结构试验概论
试验 务
在结构物或试验对象(实物或模型)上,以仪器 设备为工具,利用各种试验技术为手段,在荷载(重 力,机械扰动力地震力,风力…….)或其它因素(温度, 变形沉降……)作用下,通过测试与结构工作性能 有关的各种参数(变形,挠度,位移,应变,振幅,频 率……),从强度(稳定),刚度,开裂性以及结构的破 坏形态等各个方面来判断结构的实际工作性能,估 计结构的承载能力,确定结构对使用要求的符合程 度,并用于检验和发展结果的计算理论.
支座
分配梁
试验试件
垫板
支座 支墩 试验台座
钢筋混凝土简支梁加载装置图
（现场）
钢筋混凝土简支梁加载装置图
14.结构试验对铰支座的基本要求 1）保证结构在支座处能自由水平移动和自由转动； 2）保证结构在支座处力的传递； 3）要在支座处设置垫板； 4）滚轴的长度，一般取等于试件支承处截面宽度b； 5）滚轴的直径根据其受力大小确定。 15.荷载传递装置：杠杆、分配梁（不宜大于3层）、卧梁. 16.荷载支承装置： 1）竖向支承装置：由横梁立柱组成的反力架和试验台座组成。 2）水平荷载支承装置：反力架、反力墙（剪力墙）。
P nkp
13、惯性力加载法 1）冲击力加载：初位移加载法、初速度加载法 2）离心力加载
h2.5m 10~20cm
14.其它加载方法： 1）反冲激振器加载； 2）人工爆炸加载； 3）人激振动加载； 4）环境随机激振加载。 15.结构试验荷载装置 1）试件支承装置：支座、支墩
结构动力学-第六章 分布参数体系.
结构动力学Dynamics of Structures第六章分布参数体系Chapter 6 Continuous Systems华南理工大学土木工程系马海涛/陈太聪结构动力学第六章分布参数体系0of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系本章主要目的及内容目的:了解具有分布质量弹性连续体的动力分析方法;初步掌握一维结构的运动方程的建立和简单问题求解.内容:•梁的偏微分运动方程•梁的自振频率和振型•振型的正交性•用振型叠加法计算梁的动力反应结构动力学第六章分布参数体系1of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.1 梁的偏微分运动方程剪切变形-Euler梁、Timoshenko梁转动惯量阻尼影响§6.1.1弯曲梁（欧拉梁）的横向振动方程结构动力学第六章分布参数体系2of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.1 梁的偏微分运动方程Euler梁静力平衡方程:∂2∂x2⎡∂u(x,t)⎤⎢EI(x)⎥=P(x,t)2∂x⎣⎦2惯性力－分布强度:∂u(x,t)fI(x)=m(x)2∂t2Euler梁动力平衡方程:∂2∂x结构动力学2⎡∂u(x,t)⎤∂u(x,t)⎢EI(x)⎥=P(x,t)−m(x)22∂x∂t⎣⎦223of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系第六章分布参数体系§6.1 梁的偏微分运动方程等截面梁的运动方程:∂u(x,t)∂u(x,t)m+EI=P(x,t)24∂t∂x24运动方程:2⎡∂u(x,t)∂∂u(x,t)⎤m(x)+2⎢EI(x)⎥=P(x,t)22∂t∂x⎣∂x⎦22Euler梁动力平衡方程:∂2∂x结构动力学2⎡∂u(x,t)⎤∂u(x,t)⎢EI(x)⎥=P(x,t)−m(x)22∂x∂t⎣⎦224of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系第六章分布参数体系§6.1 梁的偏微分运动方程等截面梁的运动方程:∂u(x,t)∂u(x,t)m+EI=P(x,t)24∂t∂x24四阶偏微分方程（A fourth order partial differential equation）(1) 比较静力情形:du(x)EI=P(x)4dx4(2) 假设条件:Euler梁理论忽略转动惯量影响结构动力学第六章分布参数体系∂ux,t() P(x,t)=P(x)−m(x)2∂t25of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.1.5考虑阻尼影响的梁的振动方程结构动力学第六章分布参数体系6of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.1.5考虑阻尼影响的梁的振动方程横向阻尼力(分布线密度)∂u(x,t)fD(x)=−c(x)∂t梁内阻尼弯矩∂ε阻尼应力σD=cs∂t∂ε(x,η,t)MD(x)=∫σDηdA=∫csηdA∂tAA32∂u(x,t)∂⎛∂u⎞=∫csη⎜−2η⎟dA=−csI(x)2∂t⎝∂x⎠∂t∂xA第六章分布参数体系7of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系结构动力学§6.1.5考虑阻尼影响的梁的振动方程无阻尼梁的震动方程∂u(x,t)∂m(x)+22∂t∂x22⎡∂u(x,t)⎤⎢EI(x)⎥=P(x,t)2∂x⎣⎦2考虑阻尼力的贡献后,有∂u(x,t)∂u(x,t)m(x)+c(x)+2∂t∂t232∂u(x,t)∂u(x,t)⎤∂⎡EI(x)+csI(x)⎥=P(x,t)2⎢22∂x⎣∂x∂x∂t⎦2结构动力学第六章分布参数体系8of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.2 梁的自振频率和振型§6.2.1 弯曲梁的自振频率和振型欧拉梁的横向自由振动运动方程m或写成∂u(x,t)2∂t2+EI∂u(x,t)4∂x4=0∂()∂()()=,()′=∂t∂xiEI +u′′′′=0u mu(x,t)=φ(x)q(t)使用分离变量法(the method of separation of variables)代入方程后，可得结构动力学第六章分布参数体系EI (t)=−φ′′′′(x)q(t)φ(x)qm9of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.2.1 弯曲梁的自振频率和振型于是有(t)φ′′′′(x)mq=−φxEIqt命 (t)EIφ′′′′(x)q2=ω=−mφxqt2 q(t)+ωq(t)=0 4′′′′φ(x)−aφ(x)=0可得两个常微分方程分别求解式中a＝结构动力学4ωmEI10of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系2第六章分布参数体系§6.2.1 弯曲梁的自振频率和振型方程 (t)+ωq(t)=0q2通解为q(t)=A1sinωt+B1cosωt对给定初始条件，有q(t)= (0)qωsinωt+q(0)cosωt结构动力学第六章分布参数体系11of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.2.1 弯曲梁的自振频率和振型方程φ′′′′(x)−aφ(x)=04设解为φ(x)=Cesx代入方程后，有特征方程(s解方程得4−a)Ce=04sxs1,2,3,4=±a,±ia方程的通解−iax−axiaxaxφ(x)=C1e+C2e+C3e+C4e结构动力学第六章分布参数体系12of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.2.1 弯曲梁的自振频率和振型方程φ′′′′(x)−aφ(x)=04用三角函数和双曲函数可将通解表示为φ(x)=Asinax+Bcosax+Csinhax+Dcoshax其中双曲函数e−esinhax=2ax−axe+e,coshax=2ax−ax（1）A, B, C, D为待定常数，通过边界条件确定位移、斜率、剪力或弯矩的自由边界条件（2）齐次代数方程由非零解条件得频率方程，可确定频率参数a，再确定振型参数A, B, C,D结构动力学第六章分布参数体系13of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.2.1弯曲梁的自振频率和振型例6.1简支梁简支条件：x=0:φ(0)=0;M(0)=EIφ′′(0)=0x=L:φ(L)=0;M(L)=EIφ′′(L)=014of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系结构动力学第六章分布参数体系§6.2.1弯曲梁的自振频率和振型由左端边界条件(x = 0) 得：φ(0)=Asin0+Bcos0+Csinh0+Dcosh0=B+D=022′′φ(0)=a(−Asin0−Bcos0+Csinh0+Dcosh0)=a(−B+D)=0⇒B=D=0右端边界条件，有：AsinaL+CsinhaL=0−AsinaL+CsinhaL=0⎡sinaLsinhaL⎤⎧A⎫⎧0⎫=⎨⎬⎨⎬⎢−sinaLsinhaL⎥C⎣⎦⎩⎭⎩0⎭为保证有非零解，系数矩阵行列式必等于零sinaLsinhaL−sinaLsinhaL结构动力学第六章分布参数体系=0⇒频率方程sinaLsinhaL=0sinaL=015of 24华南理工大学土木与交通学院土木工程系§6.2.1弯曲梁的自振频率和振型根据正弦函数特性，由sinaL=0我们有：anL=nπ,n=1,2, ,∞aEI注意到ω=频率为：m22ωn=nπ(n=1,2, ,∞)24将sinaL=0代回到右端点边界条件方程，可得C = 0。
建筑结构试验题库
1简述结构试验的任务。
在结构物或试验对象（实物或模型）上，使用仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、地震力、风力……）或其他因素（温度、变形）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率……）从强度（稳定）刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判明建筑结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。
2按试验目的的不同，结构试验可分为哪两类？生产性试验和科学研究性试验。
3简述生产性试验的目的。
○1结构的设计和施工通过试验进行鉴定；○2工程改建或加固，通过试验判断具体结构的实际承载能力；○3处理工程事故，通过试验鉴定提供技术根据；○4已建结构的可靠性检验，通过试验推断和估计结构的剩余寿命；○5鉴定预制构件产品的质量。
4简述科研性试验的目的。
○1验证结构计算理论的假定；○2为制订设计规范提供依据；○3为发展和推广新结构新材料与新工艺提供实践经验。
5试对比真型试验与模型试验。
（按试验对象）真型试验：试验对象是实际结构（实物）或者是按实物结构足尺复制的结构或构件，对于实物试验一般均用于生产性试验。
模型试验：试验对象是仿照真型（真实结构）并按照一定比例关系复制而成的试验代表物即模型，它具有实际结构的全部或部分特征，但尺寸却可以比真型小得多的缩尺结构。
6简述静力试验与动力试验的不同。
（按荷载性质）静力试验：加载设备相对比较简单，荷载可以逐步施加，还可以停下来仔细观察结构变形的发展；不能反映应变速率对结构的影响。
动力试验：加载设备和测试手段比静力试验复杂得多；能够反映应变速率对结构的影响。
7简述短期试验与长期试验的区分。
（按试验时间）短期试验：限于试验条件、时间和基于解决问题的步骤，仅进行几十分钟，几小时或者几天。
长期试验：连续进行几个月或几年时间，通过试验以获得结构的变形随时间变化的规律。
8说明试验室试验与现场试验的不同。
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6.2 结构动力特性测试试验
一、振动荷载法（共振法）
共振：结构在受到与其自振周期一致的周期荷载激励时，若结构的阻尼为零，则结 构的响应随着时间的增加为无穷大。若结构的阻尼不为零，则结构的响应也较大。
利用结构的共振特性，迫使结构产生一个恒定的强迫简谱运动（简谐振 动），通过对结构受迫振动的测定，求得结构动力特性的基本参数。 通过改变信号发生器的频率，可测的一阶、二阶、三阶及更高的自振频率。
例如：地震发生时由于地面的运动引起建筑物的振动而造成建筑物的破 坏；汽车或列车高速驶过桥梁，所造成的振动引起的桥梁的破坏； 往复运动造成结构的疲劳破坏；风作用而引起的桥梁破坏。
因此，若需要了解结构在整个服役期内的工作状态，有必要了解结构在动 荷载动荷载作用下的工作性能
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6.2 结构动力特性测试试验
结构动力特性是反映结构本身所固有的动力性能。结构在动力荷载作用下 的响应不仅与荷载的大小和荷载的形式有关，而且与结构自身特性关系密切。
例如，在收到冲击荷载作用时，结构开始振动，荷载停止作用后，结构仍然会继续 振动很长时间，振动的形式与结构自身特性密切相关。
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6.2 结构动力特性测试试验
二、撞击荷载法（自由振动法） 自由振动法师设法使结构产生自由振动快通过分析记录仪记录下的有衰减 的自由振动曲线，获得结构的基本频率和阻尼系数。 常用方法是对结构预加初位移。试验时，突然释放预加的初位移，使结构 产生自由振动。也可采用突加荷载法和突卸荷载法。还可以使用反冲激振器 对结构产生冲击荷载，使结构产生自由振动。 用自由振动法得到的周期和阻尼系数均比较准确，但其缺点是只能测得基 本频率。
固支梁一阶、二阶、三阶自振频率对应的一、二、三阶振型
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6.2 结构动力特性测试试验
应用共振法还测量结构振型。结构若按某一个固有频率作振动时形成的泰 兴曲线成为对应此频率的振型。
将若干拾振器（接收信号的装置）布置在结构的相应部位，当激振器使结构发生共 振时，同事记录下结构各部位的振动过程，用过比较个各点的振幅和相位，也可以得 到与共振频率相应的振型。
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6.2 结构动力特性测试试验
三、脉动法 利用环境随即激振测定结构动力特性的方法称为脉动发。该方法不用专门 的激振设备而是通过建筑物由于外界不规则的干扰而产生的微小振动即“脉 动”来确定建筑物的特性。 微小的地震 机器运转 车辆来往等认为扰动 具体方法 主谐量法 统计法 频谱分析法 功率谱分析法
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6.3 疲劳试验
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6.3 疲劳试验
一、结构疲劳试验的目的 结构疲劳试验的直接目的是确定结构的疲劳极限，为了获得结构的疲劳极 限，必须对结构施加重复荷载，并测定结构达到疲劳破坏时的荷载循环次数。 结构所能承受的荷载重复次数及应力达到的最大值均与应力的变化幅度有 关。研究表明，在一定应力变化幅度下，应力与重复荷载作用次数的增加不 会再引起结构的疲劳破坏。该疲劳应力值成为疲劳极限应力。
结构自身动力特性包括：自振周期、自振频率、振型、阻尼等。这些特性 是结构自身固有的振动参数，取决于结构的组成形式、质量及刚度分布、构 造及连接方式等。
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6.2 结构动力特性测试试验
用试验法测定结构动力特性，首先应设法使结构起振，通过分析记录到的 结构振动形态，获得结构动力特性的基本参数。 结构动力试验的方法： 迫振法：对被测结构施加外界机理，强迫结构起振。通过分析记录得到 结构振动形态，获得结构动力特性的基本参数。 分为振动荷载法（共振法）和撞击荷载法（自由振动法） 脉动试验法：利用地脉动对建筑物引起的振动过程进行记录分析得到结 构动力特性的方法。
School of Urban Construction and Management
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6.1 概述
在工程结构所受的荷载中，除了静荷载外，往往还会受到动荷载（动力作 用）的作用。 动荷载：大小、位置和方向随时间变化的荷载。从动态角度来讲，静荷 载只是动荷载的一种特殊形式。 动力作用的主要特点：作用及作用效应随时间发生变化。因此考虑动力 荷载作用下结构的性能，不仅考虑荷载作用的大小和位置，还应考虑荷 载作用的时间及结构响应随时间变化的关系。
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6.1 概述
动力荷载作用下，结构的响应不仅与动力荷载的大小、位置、作用方式、 变化规律有关，还与结构自身的动力特性有关。因此一般将结构动力试验分 为结构动力特性试验和结构动力响应试验。 结构动力特性试验：研究与外荷载无关的结构自身动力学特性。包括： 结构的自振频率、振型、阻尼特性等。 结构动力响应试验：研究结构在动力荷载作用下位移、速度、加速度及 变形、内力变化情况。如疲劳试验。
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6.3 疲劳试验
结构或材料受重复荷载作用后其物理力学性能将发生变化，其强度极限将 低于相同静荷载作用下的极限值，这种现象称为结构或材料的疲劳。 疲劳破坏是材料损伤累积而导致的一种破坏形态。 金属疲劳的特征： 1. 交变荷载作用下，在构件的交变应力远低于材料静力强度的条件下有可 能发生的疲劳破坏 2. 在单调静载实验中变现为脆性或塑性的材料，发生疲劳破坏时，宏观上 均表现为脆性断裂，疲劳破坏的预兆不明显。 3. 疲劳破坏具有显著的局部特征，疲劳裂纹扩展和破坏过程发生在局部区 域。 4. 疲劳破坏是一个累计损伤的过程，要精力足够多次导致损伤的交变应力 才会发生疲劳破坏。
1940年，美国华盛顿州的塔科玛峡谷上花费640万美元，建造了一座主跨 度853.4米的悬索桥。建成4个月后，于同年11月7日碰到了一场风速为19 米 /秒的风。虽风不算大，但桥却发生了剧烈的扭曲振动，且振幅越来越大（接 近9米），直到桥面倾斜到45度左右，使吊杆逐根拉断导致桥面钢梁折断而 塌毁， 坠落到峡谷之中。