基于動力剛度法的裂紋曲梁的自由振動分析和裂紋識別.pdf

1、曲梁在機械、汽車、航天和土木等工程領(lǐng)域中都有廣泛的應用。在實際工程中，當結(jié)構(gòu)有裂紋出現(xiàn)，往往會造成安全隱患，甚至發(fā)生安全事故。當曲梁中出現(xiàn)裂紋和破損時，對裂紋曲梁做出精確高效的自由振動分析，在此基礎(chǔ)上對裂紋進行定量識別具有重要的實際意義。本文以動力剛度法為基礎(chǔ)，提出了針對裂紋曲梁自由振動分析方法。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，得到的動力剛度矩陣都是6×6，有效減少了計算量。
　

2、　本文具體研究內(nèi)容如下：
　　1、分析曲梁的面內(nèi)和面外自由振動。分析得到曲梁面內(nèi)和面外自由振動的微分控制方程，運用動力剛度法，推導出曲梁的面內(nèi)和面外動力剛度矩陣。運用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)對結(jié)構(gòu)頻率和振型的影響。
　　2、分析裂紋曲梁的自由振動。在無裂紋曲梁的基礎(chǔ)上，推導出多裂紋情況下曲梁的動力剛度矩陣，經(jīng)過高斯消元得到一個6×6矩陣。運用改良后

3、的WITTRICK–WILLIAMS算法計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、裂紋強度、裂紋數(shù)量和裂紋位置對曲梁結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型的影響。
　　3、分析基于模態(tài)的曲梁裂紋識別方法。對多種裂紋情況下的曲梁做出自由振動分析，并對不同裂紋情況下的模態(tài)和振型進行了比較。在裂紋曲梁的自由振動基礎(chǔ)上，分析了基于頻率和模態(tài)的裂紋識別方法的可行性，并構(gòu)造出基于模態(tài)差和曲率模態(tài)差的裂紋識別方法。
　　4、裂紋曲梁模態(tài)