基于均匀荷载面曲率的简支裂纹梁损伤识别

来源：计算力学学报杂志2019年第6期北京时间：

作者：唐盛华,苏彬建,方志,张学兵,周楠

单位：湘潭大学 土木工程与力学学院 工程结构动力学与可靠性分析湖南省高等学校重点实验室, 湘潭 411105,湘潭大学 土木工程与力学学院 工程结构动力学与可靠性分析湖南省高等学校重点实验室, 湘潭 411105,湖南大学 土木工程学院, 长沙 410082,湘潭大学 土木工程与力学学院 工程结构动力学与可靠性分析湖南省高等学校重点实验室, 湘潭 411105,湘潭大学 土木工程与力学学院 工程结构动力学与可靠性分析湖南省高等学校重点实验室, 湘潭 411105

摘要：为了采用模态参数对结构裂纹进行定位与定量，基于集中柔度模型，采用无质量的扭转弹簧模拟裂纹，建立简支裂纹梁的振动微分方程。针对现有柔度曲率指标仅能判断裂纹的大致范围，基于线性插值理论，建立裂纹位置与相邻测点均匀荷载面曲率差的关系，提出裂纹进一步定位公式，实现裂纹位置的精确定位。针对现有大多数损伤识别方法无法实现裂纹的损伤定量，基于位移曲率与结构刚度和弯矩的关系，理论推导了均匀荷载面曲率的结构刚度损伤程度识别方法，基于弹簧串联原理和线刚度思想，首次提出串联等效线刚度模型，建立裂纹深度与均匀荷载面曲率的关系，实现裂纹深度的定量。通过简支裂纹梁数值算例，考虑多裂纹的损伤情况，验证了新方法对裂纹定位与定量的有效性。

关键词：损伤程度,均匀荷载面,曲率,裂纹梁,集中柔度,扭转弹簧,

基金资助：国家自然科学基金（51508488）；工程结构动力学与可靠性分析湖南省高等学校重点实验室（湘潭大学）开放课题（KLDRES002）资助项目.