裂纹梁固有频率近似计算方法.pdf

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1、第35卷第5期人民黄河Vo1．35．No．52013年5月YELL0WRIVERMay，2013【水利水电工程】裂纹梁固有频率近似计算方法杨明镜，李宗利，裴向辉(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100)摘要：损伤裂纹会导致结构局部刚度减小，降低结构自振频率。在结构自振频率的计算中，采用理论或数值分析方法得到的结构刚度系数均不能根据裂纹的状态而变化，无法很好地考虑裂缝张开闭合状态对结构固有频率的影响。基于接触非线性理论，提出呼吸裂纹梁固有频率近似计算法。通过对裂缝悬臂梁在受激振力后的自由振动分析，得到考虑接触非线性的

2、呼吸裂纹梁的动力响应，再通过快速傅里叶变换，得到裂缝梁的频响函数，进一步由频率位移关系确定呼吸裂纹梁的固有频率。实例计算表明，采用考虑接触非线性的动力识别方法确定非线性梁的固有频率具有一定的可行性，能够保证一定的精度。关键词：呼吸裂纹梁；固有频率；接触非线性；快速傅里叶变换中图分类号：TV332．12；0322文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2013．05．045ApproximateCalculationMethodfortheNaturalFrequenciesofCrackedBeamY

3、ANGMing—jing，I2Zong—li，PEIXiang—hui(CollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineeringofNorthwestAgncultureandForestryUniversity，Yangling712100，China)Abstract：Thepresenceofcrackinstructureusuallycausesalocalreductioninstiffnessandthereductionofnaturalfrequencies．Atpres

4、ent，inthecalculationofthenaturalfrequencies，thestiffnesscoefficientofthestructureisunchangedwiththedifferentstatesofcrack，nomatterbythetheoreti—calmmlysisornumericalanalysis．Thecomputingonnaturalfrequenciescouldnottakedifferentstateofcrack’Sopeningorshuttingintoconside

5、rationwel1．Thedynamicresponsesofanystructurecontaintheinherentcharacteristics，atthesametime，thecontactstatesCanbeconsideredbythenonlin-eartheoryofcontact．Thus，accordingtotbisthinking，bythefreevibrationofthecantileverbeamafteranexcitationforce，wegotthedynamicre-sponseof

6、abreathingcrackedbeam，whichconsideredthecontactnonlinear．BytheFastFourierTransform(vrr)，wegotthe~equency—responsefunctionoftheconcretecrackedbeam．So，thenaturalfrequenciesofbreathingcrackedbeamcouldbedeterminedbytherelationshipbetweenfre—quencyanddisplacement．Theexample

7、sshowthattheproposedmethodisfeasible，atthesametime，themethodcanensurethecertainengineeringprecision．Keywords：breathingcrackedbeam；thenatural~equencies；contactnonlinear；Frr结构长期负载工作或本身缺陷都可能造成裂纹的出现和扩术无法准确得到结构的固有频率。采用有限单元法进行模态分展。任何结构均是由刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵组成的力析可以发现，即使引入接触单元，在个别模

8、态下，裂缝两边仍会学系统，裂纹的出现会导致结构局部刚度减小、动态特性和结构出现嵌入现象。参数发生改变，从而导致结构模态参数(如固有频率、振型等)发结构的振动响应既取决于荷载特性、结构的固有特性，又取生改变。决于荷载和固有特性之间的关系