简支梁损伤识别的特征方程曲线交点法

基于扭转弹簧模型的裂纹梁振动分析,推导了含单边边缘裂纹简支梁振动频率特征方程,提出了“特征方程曲线交点法”结合“附加质量”的方法．通过绘制相应于损伤梁前几阶固有频率的裂纹深度一位置的关系曲线,并求解其交点识别裂纹参数,解决了由于简支梁的对称性导致的损伤位置的误判问题．数值模拟结果显示,本文方法具有很好的识别精度．     

基于传递矩阵法的裂纹参数识别方法研究

以等效弹簧模拟裂纹引起的局部软化效应,利用传递矩阵法推导了含裂纹梁在各种边界条件下的频率特征方程,直接利用该特征方程在获得前三阶频率后画出对应于各阶频率的裂纹深度和裂纹位置关系曲线,三条曲线的交点坐标就是裂纹参数的识别结果。对裂纹悬臂梁的数值模拟和实验方法验证了该方法的有效性。实验结果表明,该裂纹识别方法理论推导简单,适用于复杂边界条件下的裂纹识别问题,实验结果和数值结果基本一致。     

悬臂Rayleigh梁横向振动固有频率

在Euler-Bernoulli梁基础上考虑转动惯量,研究悬臂梁的横向振动问题.采用广泛适用的积分方程方法求解该问题,求出悬臂梁自由振动特征方程的近似解,获得悬臂梁振动固有频率的数值解答.积分方程方法与应力函数法、瑞兹法所得数值结果进行对比,表明了该方法的有效性.     

基于集中柔度模型电流变体-砂浆悬臂梁固有频率的理论分析

直接将电流变体密封后埋置在砂浆梁中制成智能复合悬臂结构,采用瞬态激振的方法测定其在不同电场强度下固有频率,对频率随电场强度的变化规律进行了实验研究.结果表明电场强度对第一、二阶频率影响比较大,对第三阶频率影响很小,而且电流变片埋置位置对复合梁的整体振动特性的影响比较大.在此基础上,利用一种基于集中柔度模型的分析裂纹梁动态响应的新方法对这种复合结构进行了数值分析.通过定义等效裂纹深度,建立了电流变体-砂浆复合悬臂梁的振动模型,得到计算复合悬臂梁频率的特征方程,并根据实验数据确定模型的参数,最后用于模拟含电流变体的砂浆悬臂梁随电场强度变化时固有频率的演化规律.研究结果显示,该模型的解析解与实验值吻合得较好,对前三阶频率模拟的效果较为理想,说明该模型可用于含电流变体砂浆复合悬臂梁的振动分析,为电流变体在实际工程结构振动控制领域的应用奠定了理论基础和实验依据.     

考虑钢筋约束效应的开裂混凝土梁的自由振动

从柔度系数和裂纹应力强度因子的基本关系出发，基于Timoshenko梁理论，建立了考虑钢筋约束效应的开裂混凝土梁模型，得到了含裂纹简支梁的固有频率特征方程．通过数值分析，讨论了不同裂纹长度和深度以及钢筋约束效应对梁前三阶固有频率的影响．研究结果表明，开裂混凝土梁在钢筋的约束效应下，其固有频率大于不计及钢筋约束效应的情况...     

裂纹对工艺装备梁结构模态特性的影响

基于断裂力学理论和振动学理论推导了裂纹梁在受剪力和弯矩条件下的应力强度因子,并给出了梁结构在分别含有单边裂纹和双边裂纹情况下的柔度系数计算公式;结合振动微分方程,分析了裂纹对悬臂梁振动特性的影响.结果表明:不论是单边裂纹还是双边裂纹,裂纹位置和裂纹深度对悬臂梁固有频率的影响趋势是相同的,但悬臂梁的固有频率对不同裂纹类型的敏感程度并不相同,当裂纹深度相同时,单边裂纹梁和双边裂纹梁固有频率的差值最高可达1705倍.     

两端具有质量块弹性支撑悬臂梁振动特性研究

文章针对两端具有质量块弹性支撑悬臂梁,基于Euler-Bernoulli梁的基本假设,计入质量块的偏心距和转动惯量的影响,利用Hamilton变分原理建立了悬臂梁的运动微分方程和边界条件,获得了计算梁固有频率的特征方程、振型函数及其正交性条件。数值计算结果表明,考虑尖端质量块的偏心距、转动惯量可提高研究结构共振频率和振型的精确度;通过调整竖向平移弹簧刚度系数、转动弹簧刚度系数及尖端质量块质量,可以改变梁的固有频率和振型形状。     

部分浸入水中弹性支承Timoshenko梁动力特性

研究了部分浸入流体中自由端具有集中质量块的等截面弹性支承Timoshenko悬臂梁横向振动的固有频率和振型特征.考虑梁横截面转动和剪切变形以及集中质量块引起轴向压力的影响,建立了支承处弹性水平位移约束和转动约束耦合情形下悬臂梁横向自由振动的数学模型.由于集中质量块的惯性力和惯性矩,此模型的边界条件与振动频率相关.推导了Timoshenko梁的频率方程和振动模态的广义正交条件.数值研究了集中质量块质量、转动惯量、质心距以及弹簧刚度系数等参数对Timoshenko悬臂梁固有频率的影响.数值结果表明：由于横截面转动和剪切变形效应的影响,相比于Euler-Bernoulli梁模型,Timoshenko梁的固有频率减小,对高阶频率的影响尤为显著;弹簧刚度耦合项的增大将减小梁的固有频率;轴向力的增加将减小梁的低阶固有频率,但对高阶固有频率的影响不大.     

裂纹梁固有频率对参数敏感性分析

为了完善敲击实验理论,确定各种参数误差对裂纹识别的影响程度,从而提高敲击实验的准确性,选取几种典型裂纹梁的几何参数与物理参数,设置相应的参数误差,通过仿真逐一分析裂纹梁固有频率对不同参数的敏感性．同时针对不同几何参数,具体分析了其加工误差对实验结果的影响,并用精加工的试件进行了敲击实验．结果表明：矩形截面裂纹梁固有频率对高度和长度较为敏感,圆形截面裂纹梁固有频率对半径和长度较为敏感,在试件加工及敲击实验中,对这几个参数的精度须严格控制．     

直裂纹悬臂梁系统阻尼特性分析

以裂纹悬臂梁系统为研究对象,基于ANSYS软件采用梁单元、平面单元和接触单元,建立了一个直裂纹梁有限元模型.利用接触单元模拟裂纹的呼吸效应,并通过与文献测定的固有频率对比验证了模型的有效性.基于所提的模型,分析了冲击激励与正弦激励下,摩擦对系统振动特性的影响;在忽略摩擦的情况下,分析了系统阻尼比及固有频率随裂纹深度和裂纹位置的变化规律.研究结果表明:裂纹处的界面摩擦对系统振动影响不大,阻尼比在一定的程度上可以作为诊断裂纹程度的依据.