开口裂纹梁振动特性参数分析 |
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引用本文: | 李立新,赵桂欣,孟帅.开口裂纹梁振动特性参数分析[J].上海力学,2023(3):685-695. |
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作者姓名: | 李立新 赵桂欣 孟帅 |
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作者单位: | 2. 上海交通大学海洋工程国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51879161); |
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摘 要: | 开展仿真分析探究梁边界条件、裂纹位置、裂纹程度、梁几何尺寸对开口裂纹矩形梁振动特性的影响.采用等效刚度模型建立裂纹梁结构振动方程,并与试验比较完成验证.预报梁在简支、悬臂、固支三种边界下,在不同位置发生不同程度裂纹损伤时的固有频率.研究发现,裂纹梁固有频率特性与完好无损梁曲率模态相关.裂纹可使固有频率降低,且降低程度随损伤程度增加而愈显著.裂纹位置接近完好梁某阶曲率模态零点(无效位置)/极点时,该阶固有频率受到影响将会减弱/增强.开展悬臂裂纹梁在不同几何尺寸下曲率模态分析.研究发现,曲率模态在裂纹处发生尖角突变现象,且尖角峰值随着损伤程度的增加而增大.裂纹位置接近某阶曲率模态极点/零点时,该阶模态受裂纹影响更显著/不明显.在裂纹相对位置和损伤程度相同时,增加梁长度使裂纹处尖角峰值减小,改变梁宽度不影响曲率模态,增加梁高度可使尖角峰值增加.研究成果可为试验提供基础,为扩建数据库,探索一种在线检测方法,基于实时大数据和人工智能技术开展各项振动参数综合分析,为实现梁裂纹智能识别与定位提供依据.
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关 键 词: | 裂纹梁 等效刚度模型 固有频率 曲率模态 参数分析 |
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