基于MEMS传感器的悬索结构振动模态测试的应用研究

摘要

针对大跨悬索结构由于刚度小易于产生较大振动的问题，提出采用考虑初始预应力作用下的有限元结构模态分析方法。利用有限元分析软件ANSYS的 Link10 单元建立结构的有限元模型，通过子空间迭代法数值求解结构在不同初始预应力作用下的前四阶固有频率和振型；并设计基于MEMS 传感器的实验测试系统，分析结构的测点布置及激阵方式，测试结构在不同初始预应力作用下的固有频率及前两阶振型。结果表明：数值分析结果和实验测试结果基本吻合，结构固有频率呈现丛密集分布，结构固有频率的大小均与初始预应力有关，给定的初始预应力越大，结构的刚度越大，其固有频率也越大。进而证明理论分析结果正确，实验测试系统可以用于结构动态测试。