constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2022-102-4-52-63construction-508Research ArticleТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИTHEORY OF ENGINEERING STRUCTURES. BUILDING UNITSОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОДАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙDETERMINATION OF THE DYNAMIC CHARACTERISTICS OF STRUCTURAL MATERIALS BASED ON THE RESULTS OF MODEL TESTSСмирновВладимир АлександровичSmirnovVladimir A.belohvost@list.ruНаучно-исследовательский институт строительной физики (НИИСФ РААСН); ФГБОУ ВО «Научно-исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ)Research Institute of Building Physics (NIISF RAASN); National Research Moscow University of Civil Engineering202221112022045263Copyright © Смирнов В.А., 20222022Смирнов В.А.Smirnov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/508

В работе изучаются методы получения динамических характеристик (динамический модуль упругости, коэффициент потерь) конструкционных материалов, таких как бетоны и цементные растворы, по результатам экспериментального модального анализа. Представлены замкнутые выражения для определения коэффициента потерь механических колебаний, полученные из решения дифференциальных уравнений колебаний одномассовых систем, к которым приводят колебания протяжённых конструкций по первым формам. Представлена процедура проведения модального анализа коротких балок, изготовленных из тестовых образцов конструкционных материалов. Представлена процедура вычисления собственных частот первых формы колебаний балок. На основании решения уравнения представлена формула для определения коэффициентов демпфирования и динамического модуля упругости материала балки

The paper studies methods for obtaining dynamic characteristics (dynamic modulus of elasticity, loss coefficient) of structural materials, such as concretes and cement mortars, based on the results of experimental modal analysis. Closed expressions for determining the loss coefficient of mechanical vibrations are presented, obtained from solving differential equations of vibrations of single-mass systems, which are caused by vibrations of extended structures in the first forms. The procedure of modal analysis of short beams made of test samples of structural materials is presented. The procedure for calculating the natural frequencies of the first forms of vibration of beams is presented. Based on the solution of the equation, a formula is presented for determining the damping coefficients and the dynamic modulus of elasticity of the beam material.

динамические испытаниямодальный анализкоэффициент потерьмодуль упругостидемпфированиеdynamic testsmodal analysisloss coefficientmodulus of elasticitydampingReferencesНашиф А., Джоунс Д., Хендерсон Дж. Демпфирование колебаний: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. 448 сНашиф А., Джоунс Д., Хендерсон Дж. Демпфирование колебаний: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. 448 сRossikhin Yu.A, Shitikova M.V. (2014b) Nonlinear dynamic response of a thin plate embedded in a fractional viscoelastic medium under combinational internal resonances // Appl Mech Mat. 2014b. Vol. 595. Pp. 105-110Rossikhin Yu.A, Shitikova M.V. (2014b) Nonlinear dynamic response of a thin plate embedded in a fractional viscoelastic medium under combinational internal resonances // Appl Mech Mat. 2014b. Vol. 595. Pp. 105-110Rossikhin Yu.A., Shitikova M.V. (1998) Application of fractional calculus for analysis of nonlinear damped vibrations of suspension bridges // ASCE J Eng Mech. 1998. Vol. 124. Pp. 1029-1036Rossikhin Yu.A., Shitikova M.V. (1998) Application of fractional calculus for analysis of nonlinear damped vibrations of suspension bridges // ASCE J Eng Mech. 1998. Vol. 124. Pp. 1029-1036Невилль А.М. Свойства бетона. Сокращенный перевод с английского канд. техн. наук В.Д.Парфенова и Т.Ю. Якуб.. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972. 345 сНевилль А.М. Свойства бетона. Сокращенный перевод с английского канд. техн. наук В.Д.Парфенова и Т.Ю. Якуб.. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972. 345 сИноземцев А.С., Королев Е.В. Деформации высокопрочных легких бетонов на полых микросферах и способ их снижения // Строительные материалы. 2015. № 9. С. 23-30Иноземцев А.С., Королев Е.В. Деформации высокопрочных легких бетонов на полых микросферах и способ их снижения // Строительные материалы. 2015. № 9. С. 23-30Иноземцев А.С., Королев Е.В. Сравнительный анализ влияния наномодифицирования и микродисперсного армирования на процесс и параметры разрушения высокопрочных лёгких бетонов // Строительные материалы. 2017. № 7. С. 11-15Иноземцев А.С., Королев Е.В. Сравнительный анализ влияния наномодифицирования и микродисперсного армирования на процесс и параметры разрушения высокопрочных лёгких бетонов // Строительные материалы. 2017. № 7. С. 11-15Døssing O. Structural Testing 1 (Mechanical Mobility Measurements). Brüel & Kjær, 1988Døssing O. Structural Testing 1 (Mechanical Mobility Measurements). Brüel & Kjær, 1988Døssing O. Structural Testing 2 (Modal Analysis and Simulation). Brüel & Kjær, 1988Døssing O. Structural Testing 2 (Modal Analysis and Simulation). Brüel & Kjær, 1988Myklestad N.O. The concept of complex damping //j. of Applied Mechanics. 1952. 19(3). Pp. 284-286Myklestad N.O. The concept of complex damping //j. of Applied Mechanics. 1952. 19(3). Pp. 284-286Lazan B.J. Damping of Materials and Members in Structural Mechanics, Pergamon Press, 1968Lazan B.J. Damping of Materials and Members in Structural Mechanics, Pergamon Press, 1968Kohoutek R. Damping of concrete beams of different mix design // Proceedings of Materials Week’92, 2-5 November, Conference at Hyatt Regency, Chicago, 1992. Pp. 95-102Kohoutek R. Damping of concrete beams of different mix design // Proceedings of Materials Week’92, 2-5 November, Conference at Hyatt Regency, Chicago, 1992. Pp. 95-102Zaveri K., Olsen H.P. Measurement of elastic modulus and loss factor of asphalt, Technical Review No.4. Bruel & Kjaer, 1972. Pp. 3-15Zaveri K., Olsen H.P. Measurement of elastic modulus and loss factor of asphalt, Technical Review No.4. Bruel & Kjaer, 1972. Pp. 3-15Kohoutek R. Analysis of beams and frames, Chapter 4 in Analysis and Design of Foundations for Vibrations, pp. 99-156. P. Moore, ed. CRC Press, 1985. 512 pKohoutek R. Analysis of beams and frames, Chapter 4 in Analysis and Design of Foundations for Vibrations, pp. 99-156. P. Moore, ed. CRC Press, 1985. 512 pKhemapat T., Jirawin S., Vatanavongs R., Vanchai S., Suchart L., Piti S. Effect of viscoelastic polymer on damping properties of precast concrete panel // Heliyon. 2021. Vol. 7. Issue 5. e06967. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06967Khemapat T., Jirawin S., Vatanavongs R., Vanchai S., Suchart L., Piti S. Effect of viscoelastic polymer on damping properties of precast concrete panel // Heliyon. 2021. Vol. 7. Issue 5. e06967. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06967Lei B., Liu H., Yao Z., Tang Z. Experimental study on the compressive strength, damping and interfacial transition zone properties of modified recycled aggregate concrete // R. Soc. open sci. 2019. Vol. 6. Pp.190813. http://dx.doi.org/10.1098/rsos.190813Lei B., Liu H., Yao Z., Tang Z. Experimental study on the compressive strength, damping and interfacial transition zone properties of modified recycled aggregate concrete // R. Soc. open sci. 2019. Vol. 6. Pp.190813. http://dx.doi.org/10.1098/rsos.190813Velsor J.V., Premkumar L., Rose J.L. (2011). Measuring the Complex Modulus of Asphalt Concrete Using Ultrasonic Testing // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2011. Vol. 4. https://doi.org/10.25103/jestr.042.08Velsor J.V., Premkumar L., Rose J.L. (2011). Measuring the Complex Modulus of Asphalt Concrete Using Ultrasonic Testing // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2011. Vol. 4. https://doi.org/10.25103/jestr.042.08

The authors declare that there are no conflicts of interest present.