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针对轮辐式复合材料飞轮的振动问题，从非线性有限元理论出发，推导了初应力结构的刚度矩阵，从而得到了初应力结构的特征方程。对飞轮的碳纤维复合材料轮缘施加了一定初应力，考虑初应力大小和分布方式两种情况，利用有限元方法对结构模态进行了仿真分析，并对结构的固有频率随初应力变化情况进行了归纳总结。分析结果表明，飞轮的固有频率满足设计要求，施加初应力可以明显降低初阶固有频率，但对高阶固有频率影响不大，设计要综合初应力大小和分布方式的影响。