基于波傳播和阻抗特性的裂紋梁損傷識別.pdf

基于波傳播和阻抗特性的裂紋梁損傷識別 ，基于結(jié)構(gòu)振動波傳播理論,討論了在簡諧力作用下裂紋簡支梁的彎曲波動解。
為了描述由裂紋引起的梁中波傳播的不連續(xù)特性,引入彎曲彈簧模型來模擬裂紋,并在此基礎(chǔ)上提出了利用梁結(jié)構(gòu)驅(qū)動點阻抗特性的裂紋損傷識別方法。
以一裂紋簡...歡迎下載！
paper.edu 基于波傳播和阻抗特性的裂紋梁損傷識別1 王丹生，朱宏平 華中科技土木工程與力學學院，(430074) Email:danshw@163 摘 要：基于結(jié)構(gòu)振動波傳播理論，討論了在簡諧力作用下裂紋簡支梁的彎曲波動解。
為了 描述由裂紋引起的梁中波傳播的不連續(xù)特性，引入彎曲彈簧模型來模擬裂紋，并在此基礎(chǔ)上 提出了利用梁結(jié)構(gòu)驅(qū)動點阻抗特性的裂紋損傷識別方法。
以一裂紋簡支梁為例進行了數(shù)值分 析，得到了裂紋簡支梁的驅(qū)動點阻抗特性曲線。
從該曲線可以發(fā)現(xiàn)，梁的
第一階諧振頻率和 反諧振頻率都隨裂紋的出現(xiàn)而減小，并且頻率減少量隨裂紋尺寸的增大而增加。
結(jié)合裂紋梁
第一階諧振頻率與驅(qū)動點位置關(guān)系曲線，利用曲線上出現(xiàn)的突變點，準確地識別了梁的損傷 狀態(tài)和裂紋損傷位置。
最后，利用已識別的裂紋位置和
第一階固有頻率定量地識別了裂紋尺 寸。
關(guān)鍵詞：波傳播；彎曲彈簧模型；阻抗；裂紋梁；損傷識別 1.引言 結(jié)構(gòu)的損傷往往表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)裂紋的出現(xiàn)和擴展，結(jié)構(gòu)裂紋的存在必將導致結(jié)構(gòu)物理參數(shù) 的改變和動力特性的變化，在某種程度上決定著結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。
因此，對含裂紋結(jié) 構(gòu)進行振動特性分析和損傷識別就顯得十分重要。
近年來，已有很多學者利用結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng) 數(shù)據(jù)對裂紋梁結(jié)構(gòu)進行了損傷識別研究[1-4]。
由于結(jié)構(gòu)的機械阻抗或者頻率響應(yīng)函數(shù)具有對 損傷的高敏感性，使得它逐漸成為人們廣泛關(guān)注和研究的損傷識別指標。
Cawley討論了用機 械阻抗進行無損檢測的物理基礎(chǔ)，他把分層損傷看作一個彈簧，研究了多層粘結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生分 層損傷時的結(jié)構(gòu)阻抗變