弹性边界下自旋梁的动力学特性分析

【作者】 郭晓东； 宿柱； 王立峰；

【机构】 南京航空航天大学航空学院；

【摘要】 自旋梁结构被广泛应用于航空航天、海洋工程以及舰船等领域,它们在运行过程中不可避免的会产生振动。因此,梁结构一直受到很多专家学者的关注,而现有的研究主要集中在具有简支、固定约束等传统边界条件的梁结构上,通常忽略了梁结构的旋转效应以及弹性约束。特别是忽略弹性约束后得到的结果不足以真实反映其振动特性,有时不能满足工程需要。因此,本文建立了弹性约束下自旋梁结构的动力学模型。采用修正的傅里叶级数法表示梁的位移函数,然后通过拉格朗日方程推导了其动力学方程。通过与其他方法的对比,证明了该方法具有良好的准确性以及收敛性。研究了自旋速度、弹簧刚度值以及不同的弹性边界条件等主要因素对自旋梁动力学特性的影响。结果表明,梁在旋转时,会出现频率分离现象以及模态交叉现象。且随着自旋速度的增加,正向涡动频率逐渐增大,反向涡动频率呈现相反的趋势直至为零。弹性约束下的涡动频率低于固定约束下的涡动频率。不同的弹性边界条件会产生不同的振动特性以及不同的弹性约束区间。该方法为研究复杂约束下自旋梁的动力分析提供了一种有效的途径。更多还原