含裂紋簡支梁的變形及剛度分析.pdf

1、裝備制造業(yè)是工業(yè)化國家的必要支柱產(chǎn)業(yè)，而機(jī)械裝配是由一系列的結(jié)合面組成的一個整體，在生產(chǎn)和使用過程中，這些結(jié)合面難免會產(chǎn)生損傷。近年來，學(xué)者們對這方面的問題做了大量的研宄，本文結(jié)合斷裂力學(xué)理論及邊界配置法，研究了結(jié)合面中的單個構(gòu)件存在裂紋損傷時對其變形及剛度的影響。主要內(nèi)容分為以下三個方面：
　　首先，將含裂紋構(gòu)件等效成簡支粱，載荷為在梁上作用的一個集中力，分別取裂紋兩邊的粱段進(jìn)行研究。將裂紋所在截面設(shè)置為無質(zhì)量的扭轉(zhuǎn)彈簧以及線性

2、彈簧約束，將梁按載荷作用位置所在截面以及裂紋所在截面分為三段，建立了在載荷作用下裂紋梁的分析模型(假設(shè)在載荷移動的整個過程中，粱的變形按靜態(tài)問題考慮)，基于上述模型，得到三段梁任意位置撓度的臺有未知系數(shù)的表達(dá)式，利用裂紋所在截面及載荷作用位置的連續(xù)條件以及裂紋張開位移引起的裂紋處轉(zhuǎn)角變化，給出了關(guān)于方程系數(shù)的6階線性代數(shù)方程組，采用MATLAB程序求得了這些系數(shù)的表達(dá)式，從而得到了含裂紋粱撓度的解析解，并進(jìn)一步分析了該梁的剛度；采用相同

3、的方法，我們還對兩個裂紋以及多個裂紋情形進(jìn)行了研究。
　　其次，通過邊界配置法，推導(dǎo)得到的解析解，對單裂紋梁進(jìn)行了研究，分別分析了載荷作用于不用位置：裂紋在不同位置；不同深度裂紋以及裂紋偏轉(zhuǎn)不同角度等情況下粱的變形及剛度，發(fā)現(xiàn)載荷作用位置越是靠近梁的中間，梁的撓度越大；裂紋深度不斷增加，粱的撓度越大，剛度越小；裂紋位置離粱跨中越遠(yuǎn)，梁的撓度越小而剛度越大；隨著裂紋偏轉(zhuǎn)角度的增大，梁的撓度呈現(xiàn)先增大后減小，而剛度則先變小后增大的趨勢