基于CUF理论的旋转轴自由振动特性分析

来源：振动与冲击杂志2024年第9期北京时间：

作者：何从帅，朱军超,，华宏星，辛大款

单位：1. 江苏科技大学能源与动力学院， 江苏 镇江212100；2. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室， 上海200240

摘要：基于卡雷拉统一定理（Carrera unified formulation，CUF）建立了经典边界条件下旋转轴的动力学分析模型。利用CUF框架，将完整的三维动力学模型简化为具有三维求解精度的二维动力学模型。旋转轴的位移场利用二维泰勒公式和改进傅里叶级数进行构建，边界条件则采用罚函数法进行处理，然后结合能量泛函和Hamilton原理对其振动特性进行求解。通过与有限元结果进行对比，验证了此方法的有效性和正确性。在此基础上，研究了边界罚函数因子、几何参数和旋转速度等参数对旋转轴振动特性的影响。该方法具有高效和高精度等特点，为研究旋转轴的振动特性提供了有效的分析手段。

关键词：卡雷拉统一定理；旋转轴；罚函数法；振动分析