轴向运动变截面粘弹性功能梯度转轴动力稳定性研究

来源：振动与冲击杂志2025年第22期北京时间：

作者：张齐，王光定wgd_vib@yeah.net，伍德林，陈黎卿，袁惠群

单位：1.安徽农业大学工学院，合肥230036；2.东北大学理学院，沈阳110004

摘要：综合考虑材料特性、几何特性和轴向载荷等因素的影响，对轴向运动变截面粘弹性功能梯度(functionally graded，FG)转轴的振动和稳定性演变进行了研究。基于Kelvin-Voight模型和Hamilton原理，建立了转轴的运动控制方程。采用Galerkin截断技术，推导出了系统的特征频率方程，并计算出了转轴横向挠曲振动的特征频率，进而分析了转轴系统的稳定性。确定了转轴系统的发散失稳及颤振失稳阈值，详细探究了轴向载荷、弹性模量梯度指数、密度梯度指数、锥形比、粘弹性参数等关键因素对转轴系统动力稳定性的影响。研究表明：FG材料与双陀螺连续体的结合使系统的动力学行为发生了显著变化，而考虑材料的粘弹性后转轴系统的稳定性演变历程变得更加复杂；弹性模量梯度参数和锥形比的增大可有效增强系统稳定性。<br>

关键词：功能梯度材料; 变截面转轴; 轴向运动; 振动; 稳定性