谐振旋转的悬臂梁的动态与准静态响应
软凝聚态物质
2026-02-25 v1
摘要
我们研究受谐振旋转运动的悬臂弹性梁。在旋转参考系中，梁受到离心力和欧拉虚力，忽略科里奥利力。我们通过对旋转速度受控正弦变化的细长梁进行精密实验验证了简化的弹性模型。系统地探索参数空间，我们识别出惯性效应可忽略的区域，尽管有谐振驱动，仍可采用准静态处理。我们用两种无量纲参数——欧拉数和离心数——描述从惯性效应到动态响应的转变，这两种参数分别将离心力和欧拉力与弯曲力进行比较。反直觉地，随着旋转速度的增加，准静态范畴会扩大：更高的旋转速度产生更少的动态响应。分离这些范畴的临界欧拉数在较低的离心数下保持恒定，但在更高的旋转速率下遵循平方根比例，这一转变是由离心刚度驱动的。我们的结果确立了在谐振驱动下旋转柔性梁的准静态近似何时有效的条件。
引用
@article{arxiv.2602.20803,
title = {Dynamic versus quasi-static response of a cantilevered beam rotated harmonically},
author = {Gilad Yakir and Eduardo Gutierrez-Prieto and Pedro M. Reis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.20803},
year = {2026}
}