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天轮轴作为矿井提升机天轮装置的核心部件，其力学分析及计算结果的精度关系到整个提升机乃至矿井的安全生产。运用一维化理论对天轮轴进行力学特性分析：首先基于Carrera统一格式构建了轴段单元的二阶位移场，然后运用虚位移原理建立了天轮轴的力学模型，最后通过与ANSYS Solid模型仿真结果的对比验证一维高阶模型的精确性以及可用性。该方法相对于传统的梁理论有着明显的优越性，可为天轮轴等轴类零件的设计提供理论支持。