基于動(dòng)力剛度法的裂紋曲梁的自由振動(dòng)分析和裂紋識(shí)別.pdf

1、曲梁在機(jī)械、汽車、航天和土木等工程領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際工程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)有裂紋出現(xiàn)，往往會(huì)造成安全隱患，甚至發(fā)生安全事故。當(dāng)曲梁中出現(xiàn)裂紋和破損時(shí)，對(duì)裂紋曲梁做出精確高效的自由振動(dòng)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)裂紋進(jìn)行定量識(shí)別具有重要的實(shí)際意義。本文以動(dòng)力剛度法為基礎(chǔ)，提出了針對(duì)裂紋曲梁自由振動(dòng)分析方法。本文的方法不僅精確較高，而且同樣適用于曲梁中出現(xiàn)多裂紋情況。曲梁中無論出現(xiàn)多少裂紋，得到的動(dòng)力剛度矩陣都是6×6，有效減少了計(jì)算量。
　

2、　本文具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、分析曲梁的面內(nèi)和面外自由振動(dòng)。分析得到曲梁面內(nèi)和面外自由振動(dòng)的微分控制方程，運(yùn)用動(dòng)力剛度法，推導(dǎo)出曲梁的面內(nèi)和面外動(dòng)力剛度矩陣。運(yùn)用WITTRICK–WILLIAMS算法得到結(jié)構(gòu)的各階固有頻率和振型，在此基礎(chǔ)上研究了材料參數(shù)和形狀參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)頻率和振型的影響。
　　2、分析裂紋曲梁的自由振動(dòng)。在無裂紋曲梁的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出多裂紋情況下曲梁的動(dòng)力剛度矩陣，經(jīng)過高斯消元得到一個(gè)6×6矩陣。運(yùn)用改良后

3、的WITTRICK–WILLIAMS算法計(jì)算得到多裂紋曲梁的各階頻率和振型，在此基礎(chǔ)上研究了邊界條件、裂紋強(qiáng)度、裂紋數(shù)量和裂紋位置對(duì)曲梁結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型的影響。
　　3、分析基于模態(tài)的曲梁裂紋識(shí)別方法。對(duì)多種裂紋情況下的曲梁做出自由振動(dòng)分析，并對(duì)不同裂紋情況下的模態(tài)和振型進(jìn)行了比較。在裂紋曲梁的自由振動(dòng)基礎(chǔ)上，分析了基于頻率和模態(tài)的裂紋識(shí)別方法的可行性，并構(gòu)造出基于模態(tài)差和曲率模態(tài)差的裂紋識(shí)別方法。
　　4、裂紋曲梁模態(tài)