اندازه گیری فرکانس های پل توسط وسیله نقلیه آزمایشی در حالت های در حال حرکت و بدون حرکت
چکیده
این مقاله نتایج اندازه‌گیری فرکانس‌های پل توسط یک وسیله آزمایشی در حالت‌های بدون حرکت و در حال حرکت را نشان می‌دهد. وسیله ی نقلیه ی آزمایشی خود ساخته که مجهز به سنسورهای ارتعاش می باشد یک تریلر دو چرخ است که عمدا برای شبیه‌سازی سیستم یک درجه آزادی نظری مورد استفاده قرار می‌گیرد. پل دو دهانه انتخاب‌شده در دانشکده ی دانشگاه Chongqing قرار دارد. برای مقایسه، فرکانس پل در ابتدا با استقرار مستقیم سنسورهای ارتعاش بر روی پل اندازه‌گیری شد. خواص دینامیکی وسیله ی نقلیه ی ازمایشی در حالت بدون حرکت، از جمله انتقال پذیری، به طور مفصل و با جزییات بررسی شده است. براساس پاسخ اندازه‌گیری شده ی بدنه خودرو، پاسخ نقطه تماس وسیله نقلیه با پل با استفاده از یک روش معکوس (backward) محاسبه شد که امکان حذف فرکانس وسیله نقلیه را فراهم می‌آورد. مشخص شد که وسیله نقلیه در حالت بدون حرکت می‌تواند به فرکانس‌های بیشتر پل نسبت به حالت در حال حرکت برسد. هم پاسخ‌های بدنه ی خودرو و هم نقطه تماس به خوبی با نتایج اندازه‌گیری مستقیم مطابقت دارند. اما پاسخ نقطه تماس بهتر از پاسخ بدنه خودرو عمل می‌کند که می‌تواند برای تشخیص فرکانس‌های اولیه پل، از جمله فرکانس پیچشی مورد استفاده قرار گیرد.
1. مقدمه
محدودیت‌های مقاومت پل‌های موجود را می توان با آزمایش‌های بار استاتیکی اعمال شده تخمین زد، اما شرایط سلامتی آن‌ها باید با روش‌های مبتنی بر ارتعاش بهتر تشخیص داده شود. بیشتر کاربردهای مدرن داده‌های ارتعاش برای تشخیص صحت پل‌ها در دهه ۱۹۷۰ آغاز شد. اعتقاد بر این است که نظارت بر سلامتی سازه ی مبتنی بر ارتعاش برای سازه‌های حساس به فرسودگی و خطر مرتبط با آسیب‌های انباشته ضروری است. پارامترهای مودال مانند فرکانس‌ها، شکل‌های مد و نسبت‌های میرایی ویژگی‌های کلیدی هستند که بیشتر اوقات مورد توجه هستند. وضعیت سلامت یک پل را می توان از طریق تغییرات پارامترهای مودال شناخته‌شده برای پل تشخیص داد. به منظور به دست آوردن داده های ارتعاشی پل ،اثرات پدیده های طبیعی مانند ارتعاشات محیطی ، بارهای ضربه ای کامیون ، زمین لرزه ، جریان های ترافیک و حتی طوفان ها ، به عنوان محرک پل استفاده شده است. برخی از بررسی‌ها در مورد نظارت بر سلامت سازه ی مبتنی بر ارتعاش با استفاده از داده‌های ارتعاشی جمع‌آوری‌شده از پل در مراجع 11-13 موجود است.
8. نتایج
در این مقاله، از یک وسیله ی نقلیه ی آزمایشی خود ساخته برای اندازه‌گیری فرکانس یک پل در هر دو حالت بدون حرکت و در حال حرکت استفاده شده‌است. ماشین آزمایشی خود ساخته مجهز به سنسورهای ارتعاش یک تریلر دو چرخه است که عمدا برای شبیه‌سازی سیستم یک درجه آزادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پل دو دهانه ی انتخاب شده در دانشکده ی دانشگاه چونگ کینگ واقع شده است. با توجه به عدم وجود داده های سازه ای برای پل ، نتایج بدست آمده توسط وسیله ی نقلیه ی آزمایشی با نتایج بدست آمده از طریق اتصال سنسورهای ارتعاش روی سطح پل مقایسه شد. با یک روش جایگزینی معکوس ، پاسخ نقطه تماس خودرو با سطح پل از پاسخ اندازه گیری شده ی بدنه ی ماشین محاسبه شد.
Abstract
This paper presents the measurement results of bridge frequencies by a test vehicle in non-moving and moving states. The self-made test vehicle fitted with vibration sensors is a two-wheel trailer, intentionally used to simulate the theoretical single degree-of-freedom system. The two-span bridge selected is located in the Chongqing University campus. For the purpose of comparison, the bridge frequencies were firstly measured by direct deployment of vibration sensors on the bridge. The dynamic properties of the test vehicle in the non-moving state, including the transmissibility, are examined in detail. Based on the measured car-body response, the contact-point response of the vehicle with the bridge was calculated by a backward procedure that allows the vehicle frequency to be eliminated. It was found that the vehicle in the non-moving state can catch more bridge frequencies than in the moving state. Both the car-body and contact-point responses agree well the results by direct measurement. But the contact-point response performs better than the car-body response, which can be used to detect the first few frequencies of the bridge, including the torsional frequency.
1. Introduction
The strength limits of existing bridges can be estimated by the static applied load tests, but their health conditions should better be detected by the vibration-based methods. Most modern applications of the vibration data for detecting the soundness of bridges began in the 1970s [1–3]. It is believed that vibration-based structure health monitoring is necessary for structures susceptible to ageing and the associated risk of accumulated damages [4,5]. Modal parameters such as frequencies, mode shapes and damping ratios are the key characteristics that are of concern most of the time. The health condition of a bridge can be diagnosed through the variation of the modal parameters identified for the bridge. In order to obtain the vibration data of the bridge, the effects of natural phenomena, such as ambient vibrations [1,2], truck impact loads [6], earthquakes [7], traffic flows [8,9] and even typhoons [10], have been utilized as excitations for the bridge. Some reviews of the vibration-based structure health monitoring using the vibration data collected from the bridge are available in Refs. [11–13].
8. Conclusions
In this paper, a self-made test vehicle is used to measure the frequencies of a bridge in both the non-moving and moving states. The self-made test vehicle fitted with vibration sensors is a two-wheel trailer, intentionally used to simulate the single-degree-of-freedom system that was theoretically adopted. The two-span bridge selected is located in the Chongqing University campus. Due to lack of structural data for the bridge, the results obtained by the test vehicle were compared with those obtained through attachment of vibration sensors on the bridge surface. By a backward procedure, the contact-point response of the vehicle with the bridge surface was calculated from the measured car-body response.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1.مقدمه
2. توصیف پل مورد آزمایش
3. اندازه گیری سنسورهای نصب شده در سطح پل
1.3. چیدمان نقاط اندازه‌گیری
2.3.نتیجه ی اندازه گیری مستقیم
4. طراحی وسیله نقلیه آزمایشی
1.4. توصیف وسیله ی ازمایشی
5. اندازه‌گیری توسط وسیله آزمایش در حالت بدون حرکت
6. پاسخ نقطه تماس خودروی ازمایشی
7. اندازه گیری توسط وسیله نقلیه آزمایشی در حالت متحرک
1.7. ازمایش جاده مسطح برای فرکانس خودرو در حالت حرکت
2.7. مطالعات موردی برای استخراج فرکانس‌های پل
8. نتایج
ABSTRACT
1. Introduction
2. Description of the test bridge
3. Measurement by sensors deployed on the bridge surface
3.1. Arrangement of measurement points
3.2. Result of direct measurement
4. Design of the test vehicle
4.1. Description of the test vehicle
5. Measurement by the test vehicle in the non-moving state
6. Contact-point response of the test vehicle
7. Measurement by the test vehicle in the moving state
7.1. Flat road test for vehicle frequency in the moving state
7.2. Case studies for extraction of bridge frequencies
8. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه