基于回传射线矩阵法框架结构的损伤检测研究

利用回传射线矩阵法,本文对方波脉冲作用下的框架结构进行损伤诊断研究。结构的局部损伤用减小受损单元的横截面面积来模拟。比较了有损伤框架结构与无损伤框架结构脉冲作用点的速度波,分析了损伤位置、损伤程度和损伤区域对脉冲作用点速度波的影响。结果表明,方波脉冲斜向作用时,脉冲作用点轴向速度波曲线可准确判别损伤存在,确定损伤程度、损伤位置和损伤区域,回传射线矩阵法是一种很有潜力的损伤识别方法。     

结构动力分析中回传射线矩阵法的扩展与应用

回传射线矩阵法适用于求解包含空间与时间变量的线性偏微分方程组及复杂边界条件问题,但迄今为止回传射线矩阵法仅局限于处理节点处作用集中力情形,对实际结构中常见的分布荷载情况没有涉及.为拓展回传射线矩阵法的应用范围,以非均匀Timoshenko梁为分析对象,结合分段均匀梁模型,利用Fourier变换得到任意分布荷载作用下方程的通解,并基于回传射线矩阵法的基本原理构造了计算列式.给出了算例,分析了不同划分段数下非均匀梁的动力响应,结果表明收敛良好.计算了非均匀梁的稳态响应和早期瞬态响应,与其他方法进行了比较,吻合良好.     

自由 固定边界板的导波

针对平面应变弹性波动问题，研究了自由-固定边界无限大弹性板中P-SV波的传播特性.基于特征方程式，理论上求得了截止频率，并与自由-自由边界无限大弹性板的截止频率作了比较.在短波区域，理论上求得最低区的弥散曲线分支的极限相速度为Rayleigh波的波速，而其他区的弥散曲线分支的极限相速度为剪切波的波速.通过数值计算给出了弥散曲线的前十个分支.计算结果表明，在长波区域，第二和第四分支的群速度小于零；在短波区域，只有第二分支的相速度趋近于Rayleigh波的波速.     

理想结合两层无限大弹性板中波的传播

针对理想结合的两层无限大弹性板，研究了Lamb波的传播特性.从基本特征方程式出发，理论上导出了两组非耦合的求解截止频率的方程式；利用泰勒展开技术，给出了长波区域弯曲振动模式和伸缩振动模式的弥散曲线渐近表达式；利用行列式运算规则，得到了弥散曲线在短波区域的渐近行为.数值计算表明，两层无限大弹性板频谱曲线图上存在且只有两个分支通过原点；在相速度谱曲线上，长波区域存在且只有一个极限相速度，在短波区域有两条分支分别趋近于两种板的Rayleigh波波速.     

有损伤框架结构中的波动分析

基于回传射线矩阵法，研究了有损伤框架结构在水平方波脉冲作用下脉冲作用点的速度波，结构的局部损伤用减小受损单元的横截面面积来模拟。结果表明：改变脉冲作用点位置，通过脉冲作用点横向速度波首波波幅的变化可以确定受损单元的起始位置；当脉冲作用点在受损单元的起始位置时，脉冲作用点横向速度波首波波幅变化越大，损伤越大，脉冲作用点横向速度波的第一个波谷到达时间越晚，损伤单元越长。