旋转内接微梁的动力学建模及稳定性分析

摘要：

在微尺度领域,材料的力学性能存在尺度效应,使得微梁的动力学性态较传统宏观尺度柔性梁的动力学性态呈现明显的不同.对固结于旋转刚环上内接微梁的刚柔耦合动力学特性进行了研究,在精确描述微梁非线性变形基础上,利用偶应力理论和Hamilton变分原理,在计入微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.首先忽略微梁纵向变形的影响,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,分析在非惯性系下内接微梁的动力学响应,并与外接微梁进行比较；其次研究尺度效应对内接微梁动力特性的影响.研究发现,与外接微梁只存在动力刚化效应不同,内接微梁还存在着动力柔化效应；本文给出了内接微梁无条件稳定的临界径长比以及有条件稳定的临界转速的计算方法；尺度效应使微梁振动频率增大,振幅减小,提高了内接微梁失稳的临界转速；随着模态截断数的增加,内接微梁失稳的临界转速减小且有收敛值.

关键词：内接微梁、尺度效应、刚柔耦合、偶应力理论、动力柔化

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资助基金：国家自然科学基金11132007,10772085;江苏省"青蓝工程"、江苏省"333工程"BRA2011172;南京理工大学自主科研专项计划2011YBXM32

在线出版日期：2013-03-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：956-964