结构的动力失稳破坏往往会导致重大的人员伤亡和财产损失。圆弧拱作为工程中最常用的拱型之一,其动力稳定性研究备受关注,然而过去往往偏重于理论研究,动力稳定的实验探究则比较缺乏,因此关于圆弧拱动力稳定性的实验研究具有重要的现实意义和科学价值。本文基于圆弧单拱动力失稳理论,设计了不同矢跨比、不同配重的圆弧拱,针对圆弧拱平面外、平面内动力失稳问题进行了激振实验。实验中测定了圆弧拱的自振模态及阻尼比,通过扫频振动方式确定动力不稳定域边界,采用定频振动方式测试了非线性振动特性,利用多种工况的归纳总结得到圆弧拱动力稳定性随激振力、矢跨比、配重的变化规律。主要研究内容如下:(1)通过ANSYS数值分析验证动力不稳定域及非线性振动特征的正确性。提出了用于判断圆弧拱平面内、外发生参数共振的波形分析方法,研究证明波形分析方法对于判别参数失稳,区别强迫振动、强迫共振、参数共振、暂态振动等振动状态具有较好的适用性。(2)通过激振实验揭示了圆弧拱发生平面内、外参数共振的机理。进行扫频测试验证了动力不稳定域计算结果的正确性,表明圆弧拱在拱顶受周期性简谐集中荷载作用下,其平面内、外参数共振的不稳定区域发生荷载频率为相应结构自振频率的两倍时;定频测试得到了圆弧拱非线性“牵引”振动的规律性,实测非线性振动的振动状态及幅值与理论值进行了对比,验证了非线性定态、非定态振动理论的正确性。(3)对实验中圆弧拱结构的动力失稳现象进行了参数分析。采用控制变量法,以结构某一设计参数为变量,控制其他因素不变,在同等条件下进行对比实验,实验证明:随着激振力、矢跨比、配重等的变化,圆弧拱的自振频率、动力不稳定域的分布与宽度、非线性振动状态与振幅等发生了相应的变化,主要规律为:(1)激振力越大则圆弧拱振动幅值越大,而激振频率是否落在激发区域内直接影响到结构是否发生参数失稳。(2)矢跨比越小,圆弧拱的自振频率越大,动力不稳定域往高频方向移动,不稳定域宽度变大;平面外、平面内非线性振幅值随着矢跨比的减小而减小。(3)配重越大,圆弧拱自振频率越小,动力不稳定域往低频方向移动,动力不稳定域范围变窄;平面外、平面内非线性振幅值随着配重的增加而减小。