碳纳米管增强复合材料叶片的自由振动分析

来源：振动与冲击杂志2025年第16期北京时间：

作者：王文琪，武志花wuzhihua@tiangong,，田泽东，张云枫

单位：1.天津工业大学机械工程学院，天津300387；2.天津市现代机电装备技术重点实验室，天津300387

摘要：以航空发动机压气机叶片为工程背景，将旋转叶片简化为带有预安装角、扭转角的碳纳米管增强复合材料（Cabon nanotube reinforced composite, CNTRC）悬臂薄板结构。通过微分几何理论和广义混合率模型，对CNTRC旋转叶片的几何参数和物性参数进行计算。考虑离心力的影响，基于Kirchoff假设和Novozhilov理论，采用Hamilton原理建立了CNTRC旋转叶片的偏微分动力学方程。采用Galerkin法将偏微分运动方程离散为常微分方程，并研究了CNTRC旋转叶片的自由振动特性。详细分析了预安装角、扭转角、碳纳米管体积率、碳纳米管排布形式、转速以及轮毂半径对CNTRC旋转叶片固有频率的影响。<br>

关键词：碳纳米管；旋转叶片；动力学建模；自由振动