[发明专利]一种检测型钢构件自振频率的方法

说明书

本发明涉及一种检测型钢构件自振频率的方法，其中包括：将型钢构件悬挂至空中，在所述的型钢构件的周围设置录音装置；用敲击工具对所述的型钢构件进行敲击；录音装置采集型钢构件振动产生的音频信号；将音频信号进行傅里叶变换得到型钢构件的自振频率。采用本发明的检测型钢构件自振频率的方法，只需要敲击悬挂的型钢构件，采集相应的音频信号并采用傅里叶变换分析即可得到所需要的自振频率，避免了接触型钢构件，提高了检测的准确性，简化了分析过程，降低的检测成本，且该方法操作简便，准确性高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及工程技术领域，尤其涉及型钢构件检测领域，具体是指一种检测型钢构件自振频率的方法。

背景技术

型钢构件的自振频率是其本身固有的特性，对型钢构件的生产质量有直接影响，因此检测构件自振频率是相当重要的。在实际工程中，有以下几种方法可以得到型钢构件的自振频率：1.通过理论分析计算构件的自振频率，但这种方法对构件的完整性和生产质量的信息必须了解且正确，而构件内部损伤信息的获取比较困难；2.通过在构件上布置加速度传感器，分析传感器所采集的加速度信号，得到构件的自振频率，这种方法是现在普遍运用较多的检测方法，但这种方法需要购买专门加速度传感器及分析设备，创造专门的测试条件，耗时费力；3.通过在构件上布置激光位移传感器，收集传感器所采集的位移信号，分析得到构件的自振频率，但这种方法需要采购激光位移传感器，成本较高。此外，由于在使用传感器时需要把传感器粘贴在被测物体上，而传感器本身具有质量，导致型钢构件上的质量分布变化，影响了测量结果，为了避免这类问题需要增加质量干扰方面的分析，更加耗时费力。因此，市面上较常用到的几种检测型钢构件的自振频率的方法都有各自的缺点，无法满足市场需求。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过敲击悬挂的型钢构件来采集音频信号，在保证分析准确度的同时提高检测简便性的检测型钢构件自振频率的方法。

为了实现上述目的，本发明的检测型钢构件自振频率的方法的主要特点是包括以下步骤：

(1)将型钢构件悬挂至空中，在所述的型钢构件的周围设置录音装置；

(2)用敲击工具对所述的型钢构件进行敲击；

(3)所述的录音装置采集所述的型钢构件振动产生的音频信号；

(4)将所述的音频信号进行傅里叶变换得到所述的型钢构件的自振频率。

进一步地，所述的将所述的音频信号进行傅里叶变换得到所述的型钢构件的自振频率，具体为：

(4.1)设所采集音频信号为：

其中，a_i为型钢构件振动产生的第i阶音频幅值，f_i为其第i阶的自振频率，t为采样时间，范围取0到T，T为任意常数。

(4.2)设扫频信号为：

g(t)＝cos(2πf_kt)

其中，f_k表示变换的扫频频率。

(4.3)将所采集的音频信号进行傅里叶变换，公式如下：

(4.3)f_k不断变换，当f_k与f_i相同时，积分取得最大值，得到所述的型钢构件的自振频率。

更进一步地，所述的在所述的型钢构件的周围设置录音装置，具体为：

所述的型钢构件的中心位置周围设置有录音装置。

更进一步地，用敲击工具对所述的型钢构件进行敲击，具体为：