轴向载荷作用旋转复合材料轴的动力学建模与参激失稳特性分析
来源：机械工程学报杂志2025年第7期北京时间：
作者：代其义, 韩勤锴, 秦朝烨, 褚福磊
单位：1. 北京工商大学机械工程系 北京 100048;2. 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室 北京 100084
摘要：建立了考虑材料内阻的旋转复合材料轴的动力学模型并分析了其在轴向周期载荷作用下的参激失稳特性。基于Bernoulli-Euler梁理论，采用Kelvin-Voigt模型描述复合材料的黏弹性阻尼耗散特性，建立了惯性系下旋转复合材料轴的运动微分方程。采用Galerkin法将偏微分方程组转化为具有周期时变系数的Mathieu-Hill型常微分方程组。基于对参激系统普遍适用的Floquet指数法对旋转复合材料轴受到轴向周期激励时的参激振动稳定性行为进行分析。通过与其他文献和数值积分结果的对比，验证了所建立模型及稳定性分析方法的正确性。在此基础上，研究了铺层角、内阻尼和静载荷系数等对旋转复合材料轴参激失稳区域大小和位置的影响。结果表明，由于转动效应的影响，旋转复合材料轴仅存在组合不稳定区，内阻尼对参激失稳特性具有显著的影响，增大铺层角、降低静载荷系数会使其参激振动稳定性增强。
关键词：旋转复合材料轴,轴向载荷,参激失稳,内阻尼,Floquet指数法；
基金资助：国家自然科学基金资助项目(12102011，12272199)。
