旋转简支梁的局部限制失稳分析

应用广义Hamilton变分原理,建立了任意位置限位器约束下绕轴线自转简支梁的非线性模型。取简支梁前两阶模态为Ritz基分析系统的稳定性,获得了限位器无摩擦情形下系统的限制失稳临界值、分岔模式、后屈曲解以及致稳限位器的最佳配置位置。扩充Ritz基对失稳临界值和限位器最佳配置位置的收敛性进行了验证;进一步分析了限位器夹紧力摩擦效应对系统稳定性的影响规律。研究表明:在限位器约束下,绕轴线自转简支梁存在临界转速,当转速超过临界转速时,梁的挠度和轴向位移分别发生叉式分岔和跨临界分岔而失去稳定性;限位器夹紧力摩擦效应将提升失稳临界值,使失稳后的系统在转速返回时出现明显的滞后效应,以比失稳临界值更低的转速回到原平衡位置;绕轴线自转简支梁系统致稳限位器的最佳配置位置在梁长的中间。这些结果对提升绕轴线自转简支梁的局部限制失稳性能的认识和指导限位器的配置具有实际意义。