Identification of the stiffness parameters of the structural joint based on the results of the dynamic test

W pracy analizowano cechy sprężyste węzłów konstrukcji prętowych. Połączenie węzłowe uważa się za podatne, gdy relacja pomiędzy momentem zginającym a kątem obrotu przekroju nie pozwala na traktowanie połączenie jako sztywne, ani jako nominalnie przegubowe. Głównym celem pracy była próba określenia współczynnika sprężystości obrotowej na podstawie cech dynamicznych wyznaczonych eksperymentalnie. W analizie wykorzystano relację pomiędzy parametrami sprężystości wyznaczonymi odpowiednio dla konstrukcji podatnej i konstrukcji sztywnej oraz częstościami drgań własnych tych układów. Częstości drgań własnych węzła konstrukcyjnego zostały wyznaczone analitycznie z wykorzystaniem modelu sztywnego węzła. W teście dynamicznym zmierzono odpowiedź konstrukcji wzbudzanej impulsem, a po wykonaniu szybkiej transformacji Fouriera wyznaczono częstości drgań własnych układu traktowanego jako podatny. Porównanie odpowiednich częstości drgań własnych umożliwiło określenie wartości współczynnika sprężystości obrotowej, który można wykorzystać do opisu modelu węzła podatnego. Wyniki przykładu numerycznego dla wybranego węzła potwierdziły poprawność zaproponowanej metody określenia współczynnika sprężystości obrotowej na podstawie charakterystyk dynamicznych wyznaczonych w teście dynamicznym.In the work the stiffness parameters of structural nodes were analyzed. The main purpose of the study was to determine the rotational stiffness of a joint. The joint is considered as a semirigid when the relationship between the bending moment and the angle of the cross-section rotation excludes the treatment of the joint as a rigid one or as a nominally pinned. The relationship between the ratio of stiffness coefficients ant the ratio of the natural frequencies derived for a flexible and a rigid structure was used. The natural frequencies for considered joint were determined analytically using the rigid model. In the dynamic test the response of the system induced by an impulse load was measured. The natural frequencies for a system regarded as a flexible one were derived using the Fast Fourier Transform. After determination of the rotational stiffness the natural frequencies were derived for the joint applying the semirigid model. For considered joint the 3D analysis was also carried out using an advanced program based on the finite element method. The numerical example confirmed the possibility of determining of the rotational stiffness by the dynamic characteristics obtained in a dynamic test