【摘 要】
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旋转叶片广泛应用于航空、航海及动力机械等工程领域,如船用螺旋桨、汽轮机叶片、飞机螺旋桨、风力发电装置叶片等,旋转叶片是动力机械中非常重要的零部件之一。一般将大纵横比的叶片考虑成有预安装角、预扭转角的悬臂梁可以从宏观上研究旋转叶片的振动规律,但是若是在振动的过程中考虑高阶振动,Euler-Bernoulli的精度往往不够,所以把梁模型考虑成Timoshenko梁效果会更好一些。本文在建模的过程中,考
【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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旋转叶片广泛应用于航空、航海及动力机械等工程领域,如船用螺旋桨、汽轮机叶片、飞机螺旋桨、风力发电装置叶片等,旋转叶片是动力机械中非常重要的零部件之一。一般将大纵横比的叶片考虑成有预安装角、预扭转角的悬臂梁可以从宏观上研究旋转叶片的振动规律,但是若是在振动的过程中考虑高阶振动,Euler-Bernoulli的精度往往不够,所以把梁模型考虑成Timoshenko梁效果会更好一些。本文在建模的过程中,考虑了多方面的影响,建立了一个全面恰当的模型,将旋转梁模型考虑成了带有预安装角、预扭转角、锥度比的Timoshenko梁,还考虑了离心力、科氏力的影响,引入四个欧拉角,通过坐标转换关系来描述旋转Timoshenko梁在非惯性旋转坐标系下的自由振动问题,基于精确的几何关系,通过哈密顿原理建立在非惯性旋转坐标系下的三个位移和三个角度的偏微分方程和边界条件。通过幂级数展开法对旋转Timoshenko梁进行频率和模态分析,并研究了轮毂半径、长细比、预安装角、预扭转角、锥度比、转速等因素对固有频率和模态的影响。
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