Вибрационная диагностика поврежденной пологой цилиндрической оболочки

Abstract

Рассмотрены свободные колебания пологой цилиндрической оболочки с "дышащей” трещиной с учетом результатов, полученных в Институте проблем прочности НАН Украины B. В. Матвеевым и А. П. Бовсуновским для спектральной диагностики поперечных колебаний стержня с закрывающейся трещиной. Упругие характеристики оболочки интерпретируются как некоторая билинейная система. Информацию об уменьшении жесткости, обусловленную раскрытием трещины, можно использовать при выборе вибрационных индикаторов повреждения. Получены зависимости относительного уменьшения жесткости оболочки от глубины и расположения трещины. Показана необходимость учета потенциальной энергии растяжения срединной поверхности оболочки. Установлено, что эффективность обнаружения повреждения с помощью вибродиагностических подходов повышается с ростом толщины оболочки.

Розглянуто вільні коливання пологої циліндричної оболонки з тріщиною, що “дихає”, з урахуванням отриманих в Інституті проблем міцності НАН України В. В. Матвеєвим і А. П. Бовсуновським результатів для спектральної діагностики поперечних коливань стрижня з тріщиною, що закривається. Пружні характеристики оболонки інтерпретуються як деяка біліній- на система. Інформацію щодо зменшення жорсткості, що зумовлена розкриттям тріщини, можна використати при виборі вібраційних індикаторів пошкодження. Отримано залежності відносного зменшення жорсткості оболонки від глибини і розташування тріщини. Показано необхідність урахування потенціальної енергії розтягу серединної поверхні оболонки. Установлено, що ефективність виявлення пошкодження за допомогою вібро- діагностичних підходів зростає зі збільшенням товщини оболонки.

We consider free vibrations of a shallow cylindrical shell with an open crack with allowance for the results obtained by V. V. Matveev and A. P. Bovsunovskii at the Institute for Problems of Strength of the National Academy of Sciences of Ukraine using the spectral diagnostics of lateral vibrations of a beam with a closing crack. We interpret elastic characteristics of a shell as some bilinear system. The data on the reduction in stiffness resulting from crack opening displacement can be used in deciding on vibration damage indicators. Relations between the relative reduction of the shell stiffness and the crack depth and location were obtained. The necessity of considering potential tensile energy of the median surface of a shell was shown. It was established that the efficiency of damage detection using vibrodiagnostical approaches increases with increasing the thickness of a shell.