基于等效黏性弹簧的黏弹性Timoshenko裂纹梁弯曲解析解

摘要：

考虑裂纹的缝隙和黏性效应,将梁中横向裂纹等效为黏弹性扭转弹簧,利用广义Delta函数,给出了Laplace变换域内裂纹梁的等效抗弯刚度,得到了具有任意开闭裂纹数目且满足标准线性固体黏弹性本构的Timoshenko梁在时间域内的弯曲变形显式解析通解.在此基础上,通过两个数值算例,分析了时间、梁跨高比和裂纹深度等参数对黏弹性Timoshenko开裂纹梁弯曲变形的影响.结果表明:裂纹黏性对Timoshenko裂纹梁的弯曲具有显著的影响.相比于裂纹的弹性扭转弹簧模型,考虑裂纹黏性效应的黏弹性Timoshenko裂纹梁在裂纹处挠度尖点和转角跳跃现象十分明显.另外,由于横向剪切引起的附加变形,Timoshenko裂纹梁的稳态挠度与Euler-Bemoulli梁挠度的差值为常数,其大小与裂纹模型、梁跨高比或裂纹深度无关,这些结果对梁裂纹无损检测具有指导意义.

关键词：黏弹性、开闭裂纹、Timoshenko梁、Laplace变换、广义函数、参数分析

所属期刊栏目：39

分类号：TU223;O346(建筑设计)

在线出版日期：2018-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：90-106