横向载荷作用下轴向运动梁的屈曲失稳以及非线性振动特性

来源：计算力学学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：常学平,周杰,范谨铭

单位：西南石油大学 机电工程学院, 成都 610500,西南石油大学 机电工程学院, 成都 610500,西南石油大学 机电工程学院, 成都 610500

摘要：梁的轴向运动会诱发其产生横向振动并可能导致屈曲失稳，对结构的安全性和可靠性产生重大的影响。本文重点研究了横向载荷作用下轴向运动梁的屈曲失稳及横向非线性振动特性。基于Hamilton变分原理，建立了横向载荷作用下轴向运动梁的动力学方程，获得了梁的后屈曲构型。使用截断Galerkin法，将控制方程改写成Duffing方程的形式。用同伦分析方法确定载荷作用下轴向运动梁的非线性受迫振动的封闭形式的表达式。结果表明，后屈曲构型对轴向速度和初始轴向应力有明显的依赖性。通过同伦分析法得出非线性基频的显式表达式，获得了初始轴向力会影响非线性频率随初始振幅和轴向速度的线性关系。另外，轴向外激励的方向也会改变系统固有频率。

关键词：外激励,屈曲构型,同伦分析法,初始轴向力,非线性频率,

基金资助：国家自然科学基金（51674216）资助项目.