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(fù)合材料板的自由振動。利用修正的Halpin-Tsai模型估計了復(fù)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(fù)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(yīng)用力學(xué)學(xué)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(chǔ)上，基于Hamilton原理得出功能梯度石墨烯增強復(fù)合材料板自由振動的動力學(xué)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(chǔ)上，基于Hamilton原理得出功能梯度石墨烯增強復(fù)合材料板自由振動的動力學(xué)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(yīng)用力學(xué)學(xué)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(yīng)用力學(xué)學(xué)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(zhǔn).  力學(xué)季刊. 2017(01)



本文編號：3585017