裂紋梁振動特性分析及裂紋參數(shù)識別.pdf

1、裂紋的出現(xiàn)和擴展，往往是重大事故發(fā)生的根源，因而對早期裂紋進行定量識別是工程實踐中的重要課題。磁粉、超聲波等無損檢測方法在裂紋檢測上已取得了很好的效果，但這些方法比較適用于對靜態(tài)對象的檢測，并且無法定量分析裂紋損傷程度，為此本文研究基于振動頻率的懸臂梁裂紋參數(shù)定量識別問題。
　　 首先用解析法求解了裂紋梁橫向振動微分方程，分析了裂紋位置和深度對裂紋梁固有頻率的影響。結(jié)果表明：裂紋的出現(xiàn)使懸臂梁固有頻率減小，裂紋深度越大，固有頻率

2、的減小越明顯，而裂紋位置對懸臂梁各階固有頻率的影響并不一致。
　　 建立了基于無質(zhì)量扭轉(zhuǎn)彈簧的裂紋梁橫向振動有限元模型，得到了隨裂紋位置和深度變化的固有頻率曲面，有限元法求得的結(jié)果與解析法求得的結(jié)果非常吻合。給出了基于固有頻率的裂紋參數(shù)識別有限元算法，將實測固有頻率代入固有頻率曲面得到三條等高線，三等高線的交點對應(yīng)裂紋相對位置和相對深度；利用解析解固有頻率和文獻中給出的實測固有頻率進行了兩個仿真實例分析，均成功的識別了懸臂梁的裂