正交各向异性圆柱壳裂纹形态求解及其自由振动特性

摘要：

含裂纹正交各向异性圆柱壳自由振动响应及其裂纹形态求解是一个复杂的结构动力学问题.针对此问题,提出一种基于线弹簧模型和波传播方法的含斜裂纹正交各向异性圆柱壳的裂纹形态求解方法.基于Kirchhoff-Love壳体理论,建立含斜裂纹的正交各向异性圆柱壳力学模型,得到经典边界条件下的正交各向异性圆柱壳的自由振动响应特性.利用线弹簧模型计算裂纹区域的局部柔度,构造了不同裂纹形态的附加应力关系.结合波传播方法,获得含斜裂纹的正交各向异性圆柱壳的自由振动响应特性,进而得到一种基于固有频率的裂纹形态识别方法.研究结果表明,裂纹的存在会导致圆柱壳局部柔度的降低和固有频率的下降,且裂纹的尺寸越大、深度越深,固有频率的下降程度越大;随着裂纹角度的增大,固有频率的下降程度先增大后减小;通过不同裂纹形态产生的固有频率变化规律,可以对裂纹形态进行识别,得到裂纹的几何空间分布.研究结果可为正交各向异性薄壳裂纹形态求解和振动响应求解方面的研究提供有益参考,也可为圆柱壳结构的裂纹损伤识别方面提供理论支持.

关键词：正交各向异性圆柱壳、裂纹形态、自由振动、线弹簧模型、波传播方法

所属期刊栏目：33

分类号：TB123;U663;TU3

资助基金：国家自然科学基金;浙江省杰出青年科学基金项目;浙江省大学生科技创新活动计划资助项目

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1100-1112