基于傳遞矩陣法和Paris公式,提出一種對含初始橫向裂紋懸臂梁進(jìn)行模態(tài)和振動(dòng)疲勞壽命分析的理論方法.采用無質(zhì)量彎曲彈簧來等效橫向裂紋,彈簧剛度通過裂紋引起懸臂梁的局部柔度來表述,則整條懸臂梁被離散成彎曲彈簧連接的兩段完整梁.根據(jù)Euler-Bernoulli梁理論,采用更精簡方法推導(dǎo)出懸臂梁的特征傳遞矩陣,分析裂紋參數(shù)對懸臂梁前五階模態(tài)的影響.通過同步分析法使得裂紋梁模態(tài)和疲勞裂紋擴(kuò)展分析同時(shí)進(jìn)行,采用Paris公式模擬疲勞裂紋的擴(kuò)展速率,研究懸臂梁根部區(qū)域裂紋參數(shù)對懸臂梁振動(dòng)疲勞壽命的影響.結(jié)果表明,疲勞裂紋對懸臂梁的各階模態(tài)和振動(dòng)疲勞壽命的影響很大,且懸臂梁根部區(qū)域的任意位置都可能發(fā)生疲勞斷裂. 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,34(02)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

含裂紋懸臂梁

考慮裂紋梁振動(dòng)與疲勞裂紋擴(kuò)展的相互作用,采用同步分析法使得含裂紋梁的模態(tài)分析與疲勞裂紋擴(kuò)展同步進(jìn)行.根據(jù)預(yù)設(shè)的3個(gè)臨界狀態(tài),預(yù)估含裂紋懸臂梁的振動(dòng)疲勞壽命.則在振動(dòng)環(huán)境中,含裂紋懸臂梁振動(dòng)疲勞壽命預(yù)估的流程如圖2.4 結(jié)果與討論

如圖3,橫向裂紋的存在對懸臂梁結(jié)構(gòu)前五階固有頻率的影響非常大.對于懸臂梁的第n階模態(tài),存在n-1個(gè)模態(tài)節(jié)點(diǎn);在各階模態(tài)的節(jié)點(diǎn)位置,裂紋深度的變化對懸臂梁對應(yīng)階固有頻率的影響很小,可以忽略不計(jì).在各階模態(tài)的非節(jié)點(diǎn)位置,裂紋深度對懸臂梁的對應(yīng)階固有頻率的影響則非常大,不能忽略.隨著橫向裂紋相對深度的逐漸增大,裂紋在懸臂梁上引起的局部柔度逐漸增大,導(dǎo)致懸臂梁結(jié)構(gòu)的各階固有頻率逐漸減小.4.2 裂紋參數(shù)對固有振型的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多軸向隨機(jī)激勵(lì)下結(jié)構(gòu)疲勞失效的判定方法[J]. 賀光宗,陳懷海,賀旭東.  振動(dòng).測試與診斷. 2015(03)
[2]共振條件下的裂紋梁振動(dòng)與裂紋擴(kuò)展耦合分析[J]. 崔韋,王建軍.  推進(jìn)技術(shù). 2014(10)
[3]基于有限元方法的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算[J]. 李春旺,羅秀芹,楊百愚,張貴斌,李亞智,張忠平.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]基于攝動(dòng)法的多條裂紋歐拉梁特征模態(tài)分析[J]. 郭智剛,孫智.  振動(dòng)與沖擊. 2013(10)
[5]基于Ritz法和ANSYS的振動(dòng)篩裂紋梁的損傷識(shí)別[J]. 范歡迎,王榮林,朱艷.  煤礦機(jī)械. 2013(02)
[6]含裂紋懸臂梁的振動(dòng)與疲勞耦合分析[J]. 劉文光,陳國平.  振動(dòng)與沖擊. 2011(05)
[7]含多處裂紋梁的振動(dòng)分析[J]. 李學(xué)平,余志武.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
[8]帶初始裂紋的潛艇典型焊接節(jié)點(diǎn)試件疲勞壽命分析[J]. 羅廣恩,李良碧,王自力,卞如剛,孫培林.  華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(05)



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