基于传递矩阵法的Timoshenko裂纹梁自振特性分析

来源：计算力学学报杂志2024年第5期北京时间：

作者：王亚波,马乾瑛,吴宗欢

单位：长安大学 建筑工程学院, 西安 710061,长安大学 建筑工程学院, 西安 710061,长安大学 建筑工程学院, 西安 710061

摘要：首先基于传递矩阵法,将裂纹截面假定一无质量扭转弹簧,通过扭转弹簧建立起各段子梁在裂纹截面处的矩阵传递关系,推导出含任意裂纹Timoshenko梁及无裂纹Timoshenko梁的传递矩阵,引入边界条件简化矩阵方程,并利用Matlab对方程进行求解。其次讨论了裂纹位置和相对深度对单裂纹简支梁自振频率的影响, 与文献结果进行对比,误差最多不超过1%;然后通过ABAQUS建立悬臂梁及两端固支梁有限元模型,分析相对裂纹深度对自振频率的影响,计算结果与有限元结果进行对比,误差不超过3.86%;最后研究了不同跨高比下相对裂纹深度对Timoshenko简支梁自振频率的影响,计算结果与文献最大误差为4.56%,验证了本文方法的有效性及适用性。

关键词：传递矩阵法,Timoshenko裂纹梁,自振频率,Matlab,ABAQUS,

基金资助：国家自然科学基金(51208041);陕西省自然科学基金(2020SF-382;2014JM2-5080);长安大学教学改革研究项目(20211822;300103292815)资助.