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功能梯度材料Euler-Bernoulli梁单元模态应变能对损伤参数的灵敏度分析

黄立新  韦琦  胡中明  岳世燕  
【摘要】:基于2节点6自由度的梁单元,采用Euler-Bernoulli梁理论和梁的应变能公式,导出单元模态应变能公式。在此基础上推导出功能梯度材料Euler-Bernoulli梁的单元模态应变能一阶灵敏度表达式。选取功能梯度材料Euler-Bernoulli梁横截面顶部弹性模量E_U、底部弹性模量E_L和梯度指数k作为损伤参数,进行了单元模态应变能对损伤参数的灵敏度分析。数值算例表明,单元模态应变能对损伤参数k的灵敏度数值要比损伤参数E_U和E_L的灵敏度数值大很多个数量级,并且高阶模态单元模态应变能的灵敏度数值均大于低阶模态单元模态应变能的对应灵敏度数值。通过数值算例进一步探究了损伤参数k、E_U和E_L的变化对单元模态应变能灵敏度的影响,这为功能梯度材料Euler-Bernoulli梁结构损伤识别的研究提供了基础。

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