裂紋梁振動(dòng)特性分析及裂紋參數(shù)識(shí)別.pdf

1、裂紋的出現(xiàn)和擴(kuò)展，往往是重大事故發(fā)生的根源，因而對(duì)早期裂紋進(jìn)行定量識(shí)別是工程實(shí)踐中的重要課題。磁粉、超聲波等無(wú)損檢測(cè)方法在裂紋檢測(cè)上已取得了很好的效果，但這些方法比較適用于對(duì)靜態(tài)對(duì)象的檢測(cè)，并且無(wú)法定量分析裂紋損傷程度，為此本文研究基于振動(dòng)頻率的懸臂梁裂紋參數(shù)定量識(shí)別問(wèn)題。
　　 首先用解析法求解了裂紋梁橫向振動(dòng)微分方程，分析了裂紋位置和深度對(duì)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(duì)懸臂梁各階固有頻率的影響并不一致。
　　 建立了基于無(wú)質(zhì)量扭轉(zhuǎn)彈簧的裂紋梁橫向振動(dòng)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(shí)別有限元算法，將實(shí)測(cè)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(diǎn)對(duì)應(yīng)裂紋相對(duì)位置和相對(duì)深度；利用解析解固有頻率和文獻(xiàn)中給出的實(shí)測(cè)固有頻率進(jìn)行了兩個(gè)仿真實(shí)例分析，均成功的識(shí)別了懸臂梁的裂