轴向共振控制的结构疲劳裂纹扩展分析

chen2424

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，并对共振频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。