【摘要】针对复合材料空间机械臂在运动过程中柔性臂杆易产生强烈振动的问题，将空间机械臂简化为旋转刚体-薄壁梁模型，进行了中心转速、复合材料铺层方式以及横截面形状对复合材料柔性空间机械臂振动特性影响的研究。首先，根据复合材料的本构关系，建立了复合材料薄壁梁的本构方程；然后，基于欧拉-伯努利梁理论和哈密顿原理，利用本构方程和旋转梁的运动学模型建立了梁的偏微分动力学方程，通过傅里叶变换将连续系统离散为多自由度系统，进而得到了梁的离散振动方程；最后，将振动方程无量纲化，通过数值计算求解薄壁梁的固有频率和模态。模态分析结果表明：固有频率会随中心转速的增大而变大，随铺层角度的增大而变小。此外，横截面锥度对复合材料旋转变截面薄壁梁振动特性起决定性作用，截面锥度的减小会增大固有频率，同时降低铺层角度对固有频率的影响。

【关键词】旋转梁；变截面；固有频率；复合材料

【作者】王囡囡，魏传彤，刘才山