模拟裂纹的弯曲弹簧模型比较

郭智刚， 陶海峰

（1.上海应用技术学院轨道交通学院，上海 201418；2.山东省济南市公路管理局，济南 250013）

模拟裂纹的弯曲弹簧模型比较

郭智刚1， 陶海峰2

（1.上海应用技术学院轨道交通学院，上海 201418；2.山东省济南市公路管理局，济南 250013）

合适的裂纹模型模拟能够真实反映梁裂纹的力学机理.首先分析了4种模拟裂纹的弯曲弹簧模型，然后以自由梁为例计算了4种弯曲弹簧模型下的固有频率值，并与实验结果进行对比.分析了4种弯曲弹簧模型模拟裂纹损伤的相对误差，结果表明，4种裂纹模型均可靠，能很好地模拟梁的裂纹损伤.弯曲弹簧模型III模拟裂纹的相对误差最小，建议采用此弹簧模型模拟裂纹损伤.

裂纹；弯曲弹簧模型；模拟；相对误差分析

梁是工程结构中最常使用的一类构件，在复杂的工作环境下可能会产生裂纹损伤，这些裂纹损伤对结构的正常工作相当不利.结构中裂纹的出现会引起局部刚度的改变，从而在一定程度上影响了结构整体的动力特性，导致结构参数如频响函数和模态参数等随之改变.利用完整梁结构的数学模型连同其振动试验数据作为识别梁裂纹的基准信息，与裂纹梁的动力参数进行比较从而识别裂纹的方法，是目前国内外研究的热点和难点.

国内外许多学者对裂纹梁、管道等结构的影响进行了研究［1-3］.为了对裂纹梁、管道等结构进行动力分析和损伤识别研究，往往需要对裂纹进行模拟.合适的裂纹模型有助于……