本文以Timoshenko梁和非局部理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)平面梁單元的非局部Timoshenko梁理論,將其用于碳納米管和石墨烯及增強復(fù)合材料的力學(xué)性能計算中。將非局部理論中的非局部參數(shù)引入梁的Hamilton方程中,結(jié)合Timoshenko梁的應(yīng)變位移關(guān)系,最終推導(dǎo)出梁的運動微分方程。從中提取出的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣將被編寫為程序應(yīng)用于后續(xù)的有限元計算中。非局部理論中的非局部參數(shù),是區(qū)別于經(jīng)典力學(xué)理論應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的關(guān)鍵參數(shù)。這一參數(shù)將任意某一節(jié)點的應(yīng)力與其周邊節(jié)點的應(yīng)變聯(lián)系起來。當非局部參數(shù)為零時,非局部理論將會退化為經(jīng)典力學(xué)理論。本文使用ABAQUS有限元軟件、Visual Studio和Intel Visual Fortran所建立聯(lián)合仿真平臺,通過外部子例子程序UEL實現(xiàn)了非局部理論的引入。并通過運算驗證、單元驗證和算例驗證檢驗其可行性和準確性。為了檢驗該方法對復(fù)雜模型的計算能力和組裝總剛的能力,建立了石墨烯和碳納米管的有限元模型,對其力學(xué)特性和動態(tài)特性進行了計算和驗證。包括石墨烯的楊氏模量、碳納米管的楊氏模量及振動特性。選取鋸齒型碳納米管為研究對象,討論了碳納米管模型管徑大小與非局部... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單層與多層石墨烯微觀結(jié)構(gòu)及仿真模型

碳納米管結(jié)構(gòu)表述方法

圖 1.3 石墨烯細觀與等效連續(xù)模型及計算加載方式石墨烯等效為了連續(xù)介質(zhì)，但是在獲得連續(xù)介質(zhì)模型的參。在得到相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)后再引入到連續(xù)介質(zhì)模型中。在 Tserpes，Papanikos 分別建立了相應(yīng)的微觀尺度模型，并


本文編號：3135930