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基于裂纹附加模态的梁裂纹损伤识别方法 被引量：7
1
作者 杨骁 王天宇 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期480-489,共10页
将梁中横向开裂纹等效为内部扭转弹簧,利用广义Delta函数和Heaviside函数,给出了具有任意条裂纹Eu-ler-Bernoulli梁振动模态的统一显式解析表达式.在此基础上,引入裂纹附加模态的概念,并根据裂纹附加模态函数的构造特征,利用最小二乘拟... 将梁中横向开裂纹等效为内部扭转弹簧,利用广义Delta函数和Heaviside函数,给出了具有任意条裂纹Eu-ler-Bernoulli梁振动模态的统一显式解析表达式.在此基础上,引入裂纹附加模态的概念,并根据裂纹附加模态函数的构造特征,利用最小二乘拟合,建立了一种新的裂纹损伤参数识别方法.该方法计算简单,且仅需较少的测量点及测量点处某一模态的测量数据即可实现裂纹位置及深度的识别.最后,通过两个数值算例验证了裂纹损伤参数识别方法的适用性和可靠性,并考察了测量噪声对损伤识别的影响,结果表明裂纹位置识别精度高于裂纹等效弹簧刚度识别精度;前面裂纹识别结果影响后续裂纹的识别结果;随着测量噪声的增加,裂纹位置及裂纹等效弹簧刚度的识别误差增加,但仍在可接受的范围内,故该裂纹损伤识别方法在工程实际中具有一定的适用性. 展开更多
关键词 裂纹梁 裂纹损伤识别 等效扭转弹簧模型 裂纹附加模态 最小二乘拟合
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基于裂纹等效扭转弹簧模型的裂纹梁振动分析 被引量：4
2
作者 戴缘 王天宇 杨骁 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期965-977,共13页
基于开裂纹的等效扭转弹簧模型,研究了裂纹梁动力特性和动力响应的计算方法.在给出裂纹梁等效抗弯刚度的基础上,建立了一种新的裂纹梁动力控制方程通解的求解方法,给出了具有任意条裂纹Euler-Bernoulli梁振动模态的统一显示表达式.数值... 基于开裂纹的等效扭转弹簧模型,研究了裂纹梁动力特性和动力响应的计算方法.在给出裂纹梁等效抗弯刚度的基础上,建立了一种新的裂纹梁动力控制方程通解的求解方法,给出了具有任意条裂纹Euler-Bernoulli梁振动模态的统一显示表达式.数值分析了简支、悬臂和两端固支裂纹梁的自振频率和振动模态,并研究了简支裂纹梁在集中简谐载荷作用下的动力响应,考察了裂纹条数和深度等对裂纹梁动力特性和动力响应的影响.结果表明:随着裂纹深度和条数的增加,裂纹梁的自振频率减小,且当裂纹较深时,裂纹深度对自振频率的影响更为显著;裂纹梁的模态曲线在裂纹处呈现尖点,其尖点处斜率的改变随裂纹深度的增加而增加,且当裂纹处的弯矩为0时,裂纹对梁的模态和频率没有影响;由于裂纹梁的模态仍满足正交性,因此可采用模态叠加法分析裂纹梁的动力响应. 展开更多
关键词 裂纹Euler-Bernoulli梁 等效扭转弹簧模型 广义函数 动力特性 动力响应
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基于裂纹扭转弹簧模型的Timoshenko裂纹梁动力特性分析 被引量：2
3
作者 杨骁 雷菲菲 汪德江 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1115-1124,I0014,共11页
忽略裂纹对梁剪切变形的影响,基于开裂纹的等效扭转弹簧模型,建立了Timoshenko裂纹梁动力弯曲的控制方程,得到了一种新的裂纹梁动力弯曲控制方程的求解方法,得出了具有任意条裂纹Timoshenko梁自振模态的统一显式表达式。数值分析了简支... 忽略裂纹对梁剪切变形的影响,基于开裂纹的等效扭转弹簧模型,建立了Timoshenko裂纹梁动力弯曲的控制方程,得到了一种新的裂纹梁动力弯曲控制方程的求解方法,得出了具有任意条裂纹Timoshenko梁自振模态的统一显式表达式。数值分析了简支、悬臂、两端固支Timoshenko裂纹梁的自振频率和振动模态,考察了裂纹数目和裂纹深度等因素对裂纹梁动力特性的影响。结果表明:随着裂纹数目和深度的增加,裂纹梁的自振频率减小,且当裂纹较深时,裂纹深度对自振频率的影响显著;裂纹梁的挠度模态曲线和转角模态曲线在裂纹处分别呈现尖点和跳跃现象,且尖点效应和转角跳跃随裂纹深度的增加而愈加明显。另外,当裂纹处的弯矩为零时,裂纹对梁的自振频率和振动模态没有影响。这些结果可对梁的安全性评估及裂纹损伤检测提供理论指导。 展开更多
关键词 裂纹Timoshenko梁 等效扭转弹簧模型 广义函数 动力特性 参数分析
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基于裂纹诱导弦挠度的梁裂纹损伤识别
4
作者 欧阳煜 夏登科 楚鹏辉 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1042-1052,共11页
基于裂纹诱导弦挠度函数的构造特征,研究了任意边界条件下的Euler-Bernoulli梁中裂纹的静力损伤识别方法.首先,将裂纹等效为线性扭转弹簧,得到了任意边界条件下裂纹Euler-Bernoulli梁静力弯曲挠度的解析通解;然后,证明了裂纹诱导弦挠度... 基于裂纹诱导弦挠度函数的构造特征,研究了任意边界条件下的Euler-Bernoulli梁中裂纹的静力损伤识别方法.首先,将裂纹等效为线性扭转弹簧,得到了任意边界条件下裂纹Euler-Bernoulli梁静力弯曲挠度的解析通解;然后,证明了裂纹诱导弦挠度函数为分段三次多项式函数,并建立了基于挠度测量的、通过拟合裂纹诱导弦挠度函数识别裂纹位置和裂纹等效扭转弹簧柔度的数值方法;最后,数值验证了所提出的裂纹损伤识别方法的适用性和可靠性,考察了挠度测量误差、裂纹位置和深度等对损伤识别结果的影响.结果表明:裂纹位置的识别精度高于裂纹等效扭转弹簧柔度的识别精度,裂纹数量及裂纹识别区间的选取对裂纹损伤识别结果的影响有限,所提出识别方法具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 裂纹梁 裂纹等效扭转弹簧模型 广义函数 裂纹诱导弦挠度 损伤识别
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基于裂纹诱导弦挠度的梁开闭裂纹损伤识别 被引量：3
5
作者 欧阳煜 李航楚 鹏辉 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期178-189,共12页
考虑裂纹缝隙效应,建立了Euler-Bernoulli梁中开闭裂纹位置、深度和初始张开角等损伤参数的识别方法.首先,基于梁中开闭裂纹的等效单向扭转弹簧模型,给出了开闭裂纹Euler-Bernoulli梁静力弯曲挠度的显式闭合解.在此基础上,证明了裂纹诱... 考虑裂纹缝隙效应,建立了Euler-Bernoulli梁中开闭裂纹位置、深度和初始张开角等损伤参数的识别方法.首先,基于梁中开闭裂纹的等效单向扭转弹簧模型,给出了开闭裂纹Euler-Bernoulli梁静力弯曲挠度的显式闭合解.在此基础上,证明了裂纹诱导弦挠度函数由分段三次多项式组成,并基于其构造特征,建立了基于测量挠度的梁中开闭裂纹位置、裂纹等效扭转弹簧柔度、裂纹初始张开角和裂纹上下侧属性等参数的数值识别方法.最后,通过数值实验考察了挠度测量误差和裂纹位置等对裂纹识别结果的影响,结果表明:裂纹位置、裂纹等效扭转弹簧柔度和裂纹初始张开角等的识别误差随挠度测量误差增大而增大,但裂纹识别结果具有较强的鲁棒性,在工程实际中具有一定的应用前景. 展开更多
关键词 裂纹梁 开闭裂纹等效扭转弹簧模型 广义函数 裂纹诱导弦挠度 损伤识别
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Winkler基础上连续裂纹梁的动力特性 被引量：1
6
作者 肖婉琪 刘昕 杨骁 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期946-957,共12页
基于梁中开裂纹的无质量线性扭转弹簧模型,建立了Winkler基础上连续裂纹Euler-Bernoulli梁的动力响应控制微分方程,给出了其动力特征的一种简便求解方法,得到了Winkler基础上具有任意裂纹数目连续EulerBernoulli梁自振频率特征方程以及... 基于梁中开裂纹的无质量线性扭转弹簧模型,建立了Winkler基础上连续裂纹Euler-Bernoulli梁的动力响应控制微分方程,给出了其动力特征的一种简便求解方法,得到了Winkler基础上具有任意裂纹数目连续EulerBernoulli梁自振频率特征方程以及自振模态的统一显式解析表达式.在此基础上,数值分析了Winkler基础上两等跨简支连续裂纹梁的动力特性,揭示了长高比、裂纹深度、位置和数目等参数对连续裂纹梁动力特性的影响,结果表明:连续裂纹梁自振频率和模态依赖于基础反力系数、裂纹位置和深度,但当裂纹处的弯矩为零时,裂纹对梁自振频率和模态无影响;基础反力系数越大,梁自振频率越高,但随着裂纹深度和裂纹数目增加,自振频率愈发降低,这些结果可为结构安全评估提供指导. 展开更多
关键词 Winkler基础 连续Euler-Bernoulli梁 裂纹等效扭转弹簧模型 动力特性 参数研究
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