【摘 要】
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首次提出用一种无质量弹簧元来模拟含横向裂纹梁的轴弯耦合效应,并结合谱元法分析含裂纹梁内Lamb波的传播特性。由卡氏定理和断裂力学方法推导弹簧元的刚度,以此构建裂纹处的
【机 构】
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南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室结构强度研究所,
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首次提出用一种无质量弹簧元来模拟含横向裂纹梁的轴弯耦合效应,并结合谱元法分析含裂纹梁内Lamb波的传播特性。由卡氏定理和断裂力学方法推导弹簧元的刚度,以此构建裂纹处的平衡条件和位移协调条件,建立损伤谱元模型。通过和传统的有限元模型进行比较,表明在显著提高计算效率的同时,所提出模型在分析结构固有特性和Lamb波传播特性上都具有较高的精度。在所提出模型的基础上又推导出基于谱元法的能量计算公式,通过裂纹处的能量守恒再次验证损伤模型的正确性和有效性,同时研究结果表明裂纹处转化生成的Lamb波各模态能量随裂纹深度的变化具有单调性,该结论可以为结构健康监测中定量识别裂纹提供实用依据。
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