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Modeling and Stability Analysis of a Flexible Rotor Based on the Timoshenko Beam Theory

Acta Mechanica Solida Sinica 2020年第3期33卷 281-293页

作者： Yongwang Zhang Xiaodong Yang Wei Zhang Beijing Key Laboratory of Nonlinear Vibrations and Strength of Mechanical Structures College of Mechanical EngineeringBeijing University of Technology100124 BeijingChina

Based on the Timoshenko beam theory,a novel mathematical model of a rotating shaft with centrifugal terms is developed by using Hamilton^principle and Euler angles.The associated conventional model is provided for comparison purpose.The features of the proposed mathematical model are discussed based on some selected coordinate systems.The frequencies and modes are investigated to show the influences of centrifugal terms on the stability of the gyroscopic systems.The results show that the novel model proposed may lose stability due to the centrifugal terms.It is also found that the backward precession mode can be changed into a forward one beyond the critical rotating velocity.

关键词： Spinning Timoshenko beam Euler angles centrifugal terms Stability analysis

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