内应力对结构模态影响理论及数值验证

采用有限元法,从具有内应力的单元物理方程出发,推导出内应力对刚度产生影响,进而建立了内应力对结构模态影响程度的表达式。以二节点杆件为例,通过对比有无内应力情况下刚度矩阵,证实内应力不仅影响结构刚度,进而使结构振动固有频率发生偏离。而且,还会滋生出新的振动模态,验证了内应力影响模态理论的准确性;以焊缝的残余应力作为内应力实例,船体舱段为结构实例,比较不同焊接残余应力水平下结构二阶垂向振动的频率,数值验证了内应力对结构模态的影响。