Analyses of rigid-flexible coupling dynamic properties of a rotating internal cantilever beam
旋转内接悬臂梁的刚柔耦合动力学特性分析

对固结于旋转刚环上内接柔性梁的刚柔耦合动力学特性进行了研究. 在精确描述柔性梁非线性变形基础上, 利用Hamilton变分原理和假设模态法, 在计入柔性梁由于横向变形而引起的轴向变形二阶耦合量的条件下, 推导出一次近似耦合模型. 忽略柔性梁纵向变形的影响,给出一次近似简化模型,引入无量纲变量, 对简化模型做无量纲化处理. 首先分析在非惯性系下内接悬臂梁的动力学响应, 并与外接悬臂梁进行比较; 其次研究内接悬臂梁的稳定性;最后分析内接悬臂梁失稳临界转速的收敛性. 研究发现, 与外接悬臂梁存在动力刚化效应不同,内接悬臂梁存在着动力柔化效应; 给出了内接悬臂梁无条件稳定的临界径长比以及失稳的临界转速的计算方法; 若第一阶固有频率随转速增大而减小,则该内接悬臂梁处于有条件稳定; 随着模态截断数的增加,内接悬臂梁失稳的临界转速减小且有收敛值.