【摘 要】
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在高速旋转机构中，叶片担负着能量转化的重任，其工作可靠性直接影响整个机械结构的正常运行和安全寿命，因此对旋转机构叶片建立恰当的动力学模型并进行相应分析非常必要。本文将高速旋转的叶片简化为空间Euler-Bernoulli梁结构，考虑旋转过程中的刚度效应并应用冯卡门应力应变理论得到梁的动能与势能，利用哈密顿原理推导出Euler-Bernoulli梁的拉伸-弯曲-弯曲振动方程。所得方程中轴向振动与弦向
【机 构】
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北京工业大学机电学院,北京100124;机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室,北京100124
【出 处】
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
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在高速旋转机构中，叶片担负着能量转化的重任，其工作可靠性直接影响整个机械结构的正常运行和安全寿命，因此对旋转机构叶片建立恰当的动力学模型并进行相应分析非常必要。本文将高速旋转的叶片简化为空间Euler-Bernoulli梁结构，考虑旋转过程中的刚度效应并应用冯卡门应力应变理论得到梁的动能与势能，利用哈密顿原理推导出Euler-Bernoulli梁的拉伸-弯曲-弯曲振动方程。所得方程中轴向振动与弦向弯曲振动存在陀螺耦合效应，而摆向弯曲振动独立解耦。本文着重研究了存在陀螺耦合效应的轴向与弦向振动特性，通过假设模态法将偏微分方程转化为常微分方程，应用Galerkin截断方法求解了叶片的振动频率并进行了模态分析。同时，本文通过有限元法分析了高速旋转叶片的振动特性，并将ANSYS模拟求得的结果与Galerkin法所求结果进行对比，使旋转Euler-Bernoulli梁的振动特性研究更加准确完善，对新叶片的设计和振动故障的排除等方面有很大意义。
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