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摘要
基于Timoshenko梁模型，本文研究了旋转输流管道在自由振动状态下的流固耦合振动特性.考虑流体压力、重力、初始轴应力作用，基于Hamilton原理和欧拉角转换，推导得到了旋转Timoshenko输流管道的偏微分方程.根据Galerkin截断法将运动方程进行离散，通过求解系统的特征方程即得到输流管一阶复频率的实部和虚部，实部代表固有频率，虚部代表能量变化.在流速较高时，研究发现必须考虑4阶及以上Galerkin截断，才能得到稳定的结果.通过与Euler-Bernoulli梁模型对比，验证了本文结果的正确性.研究发现针对短粗型管道，Timoshenko梁模型更加精确.此外研究了多种参数对旋转Timoshenko输流管道固有频率和振动稳定性的影响.研究结果表明质量比、流速、剪切系数对Timoshenko输流管道流固耦合振动的稳定性影响显著，而转动惯量、重力、流体压力和初始轴应力在一定程度上也会影响管道振动的频率和稳定性.转速的出现将管道频率分为两个量值，但转速并不影响系统能量变化.
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