基于模态参数的梁结构多裂纹定位与程度识别

发布时间：2021-11-12 20:23

　　针对梁结构多裂纹诊断的问题,基于梁结构的固有频率,提出了一种灵敏度方阵法与单元细分法相结合的多裂纹识别方法。让选用的结构固有频率阶数与梁划分的单元个数相等,基于梁的各阶振型函数计算梁的灵敏度方阵;测量的固有频率,求解灵敏度方阵方程,确定含裂纹单元,并结合单元细分法缩小裂纹所在区域;针对多裂纹梁,基于归零逆求法,依次求得各裂纹单独存在时梁的固有频率参数,将多裂纹诊断问题转化为多个不相关的单裂纹诊断问题;根据梁结构单裂纹定位与程度识别方法,在单元内进一步定位裂纹并识别裂纹程度,最终实现多裂纹的诊断。进行了数值仿真分析及试验,该多裂纹诊断方法精度较高,验证了其有效性,能为实际工程应用提供理论依据。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(23)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

悬臂梁结构整体单元划分示意图

此时根据D2j各元素可判断含裂纹的第2级单元。(4) 为了进一步确定裂纹位置,可进一步细分由(3)确定的含裂纹第2级单元,同时得到细分后的方阵S3jl,上标中,3表示此时为第3级单元,j和l表示其上级单元的序号。然后基于归零逆求法得到Ω3jl,基于类似式(14)得到D3jl。

基于本文提出的多裂纹诊断方法,以图3所示的悬臂梁为例,验证方法的精度。管长L=1 000 mm,长轴b=25 mm,短轴h=15 mm,裂纹距管根部的距离记为Lc;材料为聚氯乙烯塑料,其弹性模量为1.1×109 Pa,泊松比为0.42,密度为950 kg/m3。3.1 悬臂梁单裂纹诊断数据库建立

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆柱类金属构件表面裂纹的激光超声识别方法研究[J]. 刘学坤,杨世锡,刘永强,池永为,何俊.  振动与冲击. 2020(05)
[2]基于固有频率的风力机叶片裂纹精确定位与程度识别[J]. 吴琪强,郭帅平,王钢,李学军.  振动与冲击. 2019(24)
[3]基于动态测量柔度矩阵的悬索桥吊索损伤检测[J]. 孟凡豪,于靖军,马文硕.  振动与冲击. 2019(14)
[4]一种改进的基于频率测量的结构损伤识别方法[J]. 谢峻,韩大建.  工程力学. 2004(01)



本文编号：3491600