成果信息
本發(fā)明采用無質(zhì)量的扭轉(zhuǎn)彈簧模擬裂紋,基于集中柔度模型,建立裂紋梁的振動微分方程,利用裂紋處的變形協(xié)調(diào)和邊界條件求解裂紋梁的固有頻率和振型,構(gòu)造損傷前后的均勻荷載面曲率,利用損傷前后的均勻荷載面曲率差先判斷裂紋的大致范圍,基于線性插值理論,建立裂紋位置與相鄰測點的均勻荷載面曲率關(guān)系,實現(xiàn)裂紋位置的精確定位?;谖灰魄逝c結(jié)構(gòu)剛度和彎矩的關(guān)系,理論推導(dǎo)基于均勻荷載面曲率的結(jié)構(gòu)剛度損傷程度識別方法,并引入串聯(lián)等效線剛度模型,建立裂紋的高度與均勻荷載面曲率的關(guān)系,實現(xiàn)裂紋高度的定量檢測,從而為簡支梁裂紋的精確定位與定量檢測提供了一種有效的新方法。)
背景介紹
結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷在復(fù)合荷載作用下發(fā)展成裂紋,裂紋的擴展往往造成重大災(zāi)難性事故,因此裂紋的檢測與識別對結(jié)構(gòu)的正常使用和災(zāi)難預(yù)防具有重要意義。結(jié)構(gòu)中裂紋的出現(xiàn)引起局部剛度的損失,一定程度上改變系統(tǒng)的動力響應(yīng),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的固有振動頻率和模態(tài)振型發(fā)生變化,因此利用損傷前后模態(tài)參數(shù)的變化來進行結(jié)構(gòu)的裂紋損傷檢測受到廣泛關(guān)注。進行裂紋梁的振動分析,常用的裂紋處理方法有:等效截面法、集中柔度法、一致裂紋梁理論。其中等效截面法與實際裂紋存在差異,不具有裂紋的特性。一致裂紋梁理論的基本思想是尋求一個連續(xù)的裂紋分布函數(shù)反應(yīng)裂紋導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度的變化,將裂紋看成一個變慣性矩的連續(xù)系統(tǒng),其理論推導(dǎo)和振動方程求解相當(dāng)復(fù)雜。 然而,目前的方法主要為進行裂紋位置的識別,鮮見采用結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)對裂紋高度進行定量的方法。)
應(yīng)用前景
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