轴向共振控制的结构疲劳裂纹扩展分析

《轴向共振控制的结构疲劳裂纹扩展分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第42卷第3期2010年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics轴向共振控制的结构疲劳裂纹扩展分析刘文光陈国平(南京航空航天大学飞行器结构力学与控制教育部重点实验室，南京，210016)V01．42No．3Jun．2010摘要：针对工程结构共振疲劳问题，提出一种激励频率跟踪随裂纹扩展变化的固有频率的加载方法，并对共振按带激励的裂纹悬臂杆进行理论分析。分析过程中，采用线性弹簧等效裂纹单元，复弹性模量考虑阻尼行为，得到考虑激励幅值、激励频率、阻尼以及裂纹长度等因素

2、的动应力。利用Paris方程模拟裂纹扩展过程，分析阻尼对共振结构疲劳裂纹扩展寿命的影响。结果显示：裂纹扩展使结构共振频率下降；阻尼较小时，阻尼变化对疲劳裂纹扩展寿命的影响并不显著；阻尼达到一定值后，裂纹扩展速率迅速下降，可能发生止裂现象；越低阶模态振动．裂纹扩展速率越大，对应的疲劳裂纹扩展寿命越短。关键词：振动疲劳；共振；阻尼；裂纹扩展中图分类号：V216．3；V224文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)03—0298—05FatigueCrackPropagationResonanceControllStructuresonL

3、ongitudinalVibrationLiuWenguang，ChenGuoping(MOEKeyLabofStructureMechanicsandControlforAircraft，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics．Nanjing，210016，China)Abstract：Accordingtotheresonancefatigueproblemoftheengineeringstructure，theloadingmethodforthenaturalfrequencyisprop

4、osed．Thefrequenciesarechangedwithcrackpropagationbytheexcita—tionfrequencybasedonthemodifiednaturalfrequencyequation，andthelawoffatiguecrackgrowthforthecrackedcantileverbeamunderthelongitudinalresonanceisstudied．Thecrackelementisreplacedbythelinearspringandthedampinglossfacto

5、risintroducedbycomplexelasticmodulusonvibrationstressanalysis．Sothattheloadingamplitudeandthecracklengthtogetherwiththeexcitationfrequencyanddampingareconsideredinthedynamicstress．TheParisequationisusedtosimulatethecrackprop．agationforanalyzingthefatiguelifeofthecantileverbea

6、m．Resultsindicatethatthepropagatingcrackintroducestheflexibilitytothecontinuoussystem，thusresultingingradualshiftingawayofthereso—nanceresultinsmallerloadingofthecrackedsection．Thisreduces，thegrowthratetobedroppedandbringseventuallythesystemtoacertainvalueofthecrackpropagatio

7、nratebelowaconventionalthresh—oldratewhichcanbeinterpretedasdynamiccrackarrest．Differentlawsofthecrackpropagationondif—ferentmodes，thusthecrackpropagationspeedonthelowmodeisfasterthanthatofthehighmodeandthatneedslesstimetospendforpropagatingcertaincracklength．Keywords：vibrati

8、onfatigue；resonance；damping；crackpropagation随着现代机械装备朝着高速、轻柔、大功率的方向发展