考慮材料內(nèi)阻的旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料傳動(dòng)軸的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、復(fù)合材料傳動(dòng)軸作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一類新興核心部件，由于其比剛度大，比強(qiáng)度高等突出優(yōu)點(diǎn)，在航空、汽車、船的動(dòng)力系統(tǒng)中，應(yīng)用越來越廣泛。而復(fù)合材料自身具有很高的內(nèi)阻，導(dǎo)致傳動(dòng)軸存在自激振動(dòng)的誘導(dǎo)因素，這對(duì)高速旋轉(zhuǎn)下的復(fù)合材料傳動(dòng)軸的動(dòng)力穩(wěn)定性將帶來十分不利的影響。因此建立精確的復(fù)合材料傳動(dòng)軸阻尼模型，對(duì)于揭示材料阻尼對(duì)傳動(dòng)軸的動(dòng)力學(xué)特性的作用機(jī)理和影響規(guī)律，具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文從復(fù)合材料薄壁梁結(jié)構(gòu)理論出發(fā)，引入橫向剪切變形，對(duì)傳

2、統(tǒng)的復(fù)合材料薄壁梁理論進(jìn)行改進(jìn)，導(dǎo)出了考慮橫向剪切的薄壁軸的應(yīng)變能、耗散能和動(dòng)能?；贖amilton原理建立軸的運(yùn)動(dòng)方程，采用Galerkin法和復(fù)特征值法確定了復(fù)合材料薄壁軸的結(jié)構(gòu)阻尼，揭示了纖維鋪層角、鋪層方式、邊界條件、薄壁軸的長(zhǎng)徑比以及剪切變形對(duì)阻尼性能的影響。
　　引入傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)因素，建立了具有材料內(nèi)阻的旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料傳動(dòng)軸模型，并據(jù)此預(yù)測(cè)具有材料內(nèi)阻的復(fù)合材料傳動(dòng)軸的固有頻率、臨界轉(zhuǎn)速和失穩(wěn)閾等系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性。

3、>　　在上述研究的基礎(chǔ)上，引入不平衡剛盤影響因素，建立了完整的考慮材料內(nèi)阻影響的旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料不平衡傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)分析模型。系統(tǒng)地研究了復(fù)合材料內(nèi)阻性能，揭示了復(fù)合材料內(nèi)阻對(duì)旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響。
　　研究了復(fù)合材料傳動(dòng)軸的幾何非線性振動(dòng)，對(duì)非線性偏微分振動(dòng)方程組進(jìn)行模態(tài)縮聚，獲得了傳動(dòng)軸系統(tǒng)的降維動(dòng)力學(xué)模型，利用四階龍格-庫(kù)塔法對(duì)橫向振動(dòng)非線性模型進(jìn)行數(shù)值模擬，揭示了旋轉(zhuǎn)速度、偏心距，內(nèi)阻以