基于高階函數(shù)剪切變形板理論,研究了可移動簡支邊界條件下功能梯度石墨烯增強復合材料板的自由振動。利用修正的Halpin-Tsai模型估計了復合材料的等效楊氏模量�；贖amilton原理構(gòu)建其偏微分方程。通過Navier方法計算得到了板的量綱為一的頻率,并與已有成果進行了比較,驗證了本文計算模型的優(yōu)越性。數(shù)值計算結(jié)果表明:功能梯度石墨烯增強復合材料板的量綱為一的基頻受石墨烯小塊的分布模式影響很大,隨著石墨烯含量的增加而單調(diào)增加;固定石墨烯小塊的厚度和長寬比,量綱為一的基頻隨著長厚比的增加而單調(diào)增加。 

【文章來源】：應用力學學報. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

功能梯度石墨烯增強復合材料板Fig.1Functionallygradedgraphene-reinforcedcomposite(FG-GRC)plate

第2期龐有卿，等：功能梯度石墨烯增強復合材料板的自由振動563石墨烯小塊，可以更加有效地增加功能梯度石墨烯增強復合材料板的剛度，從而增加系統(tǒng)的振動頻率。(a)f(z)1(b)f(z)2圖33種不同石墨烯分布模式下功能梯度石墨烯增強復合材料板隨石墨烯重量比改變的基頻相對變化率Fig.3GrapheneweightfractionversusRFofdimensionlessfundamentalfrequencyfortwoshearfunctionwiththreevariousGPLdistributionpatterns(a)f(z)1(b)f(z)2圖4石墨烯小塊的長寬比GG(l/w)和長厚比GG(l/h)對功能梯度石墨烯增強復合材料板的量綱為一的基頻的影響Fig.4DimensionlessfundamentalfrequencyforFG-GRCplateswithdifferentgraphenelength-to-thicknessratios由圖4可知，固定石墨烯小塊的厚度，在長寬比值一定的情形下，隨著石墨烯小塊長厚比值逐漸變大，石墨烯小塊與環(huán)氧樹脂基體的接觸面積逐漸增大，從而系統(tǒng)的整體剛度逐漸增大，其量綱為一的基頻也在不斷增大，且長厚比的值在[0,1000]內(nèi)，系統(tǒng)的量綱為一的基頻增加顯著。(a)f(z)1(b)f(z)2圖5不同長寬比(a/b)對功能梯度石墨烯增強復合材料板的量綱為一的基頻的影響Fig.5DimensionlessfundamentalfrequencyforFG-GRCplateswithdifferentaspectratios由圖5可知，隨著板的長寬比(a/b)的增加，其量綱為一的基頻在區(qū)間(0，2)上急速下降，之后慢慢變校6結(jié)論本文在高階函數(shù)剪切變形理論基礎上，基于Hamilton原理得出功能梯度石墨烯增強復合材料板自由振動的動力學方程。通過與ANSYS有限元和已有文獻結(jié)果進行對比，驗證了本文理論的正確性。利?

第2期龐有卿，等：功能梯度石墨烯增強復合材料板的自由振動563石墨烯小塊，可以更加有效地增加功能梯度石墨烯增強復合材料板的剛度，從而增加系統(tǒng)的振動頻率。(a)f(z)1(b)f(z)2圖33種不同石墨烯分布模式下功能梯度石墨烯增強復合材料板隨石墨烯重量比改變的基頻相對變化率Fig.3GrapheneweightfractionversusRFofdimensionlessfundamentalfrequencyfortwoshearfunctionwiththreevariousGPLdistributionpatterns(a)f(z)1(b)f(z)2圖4石墨烯小塊的長寬比GG(l/w)和長厚比GG(l/h)對功能梯度石墨烯增強復合材料板的量綱為一的基頻的影響Fig.4DimensionlessfundamentalfrequencyforFG-GRCplateswithdifferentgraphenelength-to-thicknessratios由圖4可知，固定石墨烯小塊的厚度，在長寬比值一定的情形下，隨著石墨烯小塊長厚比值逐漸變大，石墨烯小塊與環(huán)氧樹脂基體的接觸面積逐漸增大，從而系統(tǒng)的整體剛度逐漸增大，其量綱為一的基頻也在不斷增大，且長厚比的值在[0,1000]內(nèi)，系統(tǒng)的量綱為一的基頻增加顯著。(a)f(z)1(b)f(z)2圖5不同長寬比(a/b)對功能梯度石墨烯增強復合材料板的量綱為一的基頻的影響Fig.5DimensionlessfundamentalfrequencyforFG-GRCplateswithdifferentaspectratios由圖5可知，隨著板的長寬比(a/b)的增加，其量綱為一的基頻在區(qū)間(0，2)上急速下降，之后慢慢變校6結(jié)論本文在高階函數(shù)剪切變形理論基礎上，基于Hamilton原理得出功能梯度石墨烯增強復合材料板自由振動的動力學方程。通過與ANSYS有限元和已有文獻結(jié)果進行對比，驗證了本文理論的正確性。利?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮橫向拉伸的FGM夾層雙曲扁殼自由振動分析[J]. 王愛文,張偉,郝育新,李珍妮.  應用力學學報. 2017(06)
[2]基于一種簡化剪切變形理論的層合梁自由振動分析[J]. 惠維維,韓賓,張錢城,金峰.  應用力學學報. 2017(06)
[3]考慮Zigzag函數(shù)影響的FGM夾層雙曲殼自由振動[J]. 李珍妮,郝育新,王準.  力學季刊. 2017(01)



本文編號：3585017