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题名弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动分析
被引量：1
- 1
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作者
刘文光
庞磊
吕志鹏
刘超
张宇航
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机构
南昌航空大学航空制造工程学院
哈尔滨工业大学(深圳)理学院
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期411-421,共11页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.51965042)。
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文摘
旨在研究热-力-电载荷下弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动。首先,建立弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳动力学模型;然后,应用三阶剪切变形壳体理论和修正的偶应力理论,推出弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳模态频率的解析解;最后,通过数值算例分析了微圆柱壳模态频率的影响因素。结果表明:Pasternak弹性支撑比Winkler弹性支撑更有利于提高微圆柱壳的模态频率;改变弹性支撑的刚度系数、轴向力、外加电压、孔隙分布、材料体积分数指数和结构尺寸可调节微圆柱壳的模态频率;孔隙体积分数越大,温度或轴向力对模态频率的影响越大,而电压对模态频率的影响则越小;不同材料指数下,增大孔隙体积分数对模态频率的影响趋势不同;弹性支撑会减弱温度、轴向力和电压对模态频率的影响,对薄圆柱壳或短圆柱壳模态频率的影响较为显著。
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关键词
功能梯度压电材料
弹性支撑
孔隙
修正的偶应力理论
高阶剪切变形理论
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Keywords
functionally graded piezoelectric material
elastic foundation
porosity
modified couple stress theory
higher-order shear deformation theory
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分类号
O342
[理学—固体力学]
TB381
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名基于微分求积有限元法的双层微板系统振动特性研究
被引量：2
- 2
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作者
张立民
张波
张旭
段宇杭
沈火明
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机构
西南交通大学力学与航空航天学院
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出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期893-901,共9页
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基金
国家自然科学基金(11602204,11872321)
四川省自然科学基金面上项目(23NSFSC0849)
西南交通大学2021年度教改项目(2103105)资助。
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文摘
基于修正的偶应力理论和两变量精化的剪切变形理论,建立了由Winkler-Pasternak连续弹性夹层连接的双层微板系统的自由振动模型,着重推导了系统异步振动的运动微分方程和势能泛函。融合Gauss-Lobatto求积准则和微分求积准则构造了具有C~1连续性的微分求积有限元。通过与已有文献进行对比,验证了数值方法的有效性。详细讨论了各种因素对系统同步和异步振动特性的影响。结果表明,系统的自由振动特性对材料尺度参数、长宽比、长厚比以及边界条件呈现出依赖性;弹性夹层刚度仅对系统异步振动产生作用;随着模态阶次的增大,材料尺度参数和弹性夹层刚度对异步振动频率和模态的影响变得显著。
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关键词
修正的偶应力理论
两变量精化的剪切变形理论
双层微板系统
微分求积有限元
振动特性
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Keywords
modified couple stress theory
two-variable refined shear deformation theory
double-layered microplate system
differential quadrature finite element
vibration characteristics
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分类号
TB383
[一般工业技术—材料科学与工程]
O32
[理学—一般力学与力学基础]
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题名准三维功能梯度微梁的尺度效应模型及微分求积有限元
被引量：3
- 3
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作者
刘松正
张波
沈火明
张旭
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机构
西南交通大学力学与工程学院
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出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021年第6期623-636,共14页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金(11602204)
2020年度中央高校基本科研业务费基础研究培育项目(2682020ZT106)。
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文摘
基于修正的偶应力理论与四参数高阶剪切⁃法向伸缩变形理论,提出了一种具有尺度依赖性的准三维功能梯度微梁模型,并应用于小尺度功能梯度梁的静力弯曲和自由振动分析中.采用第二类Lagrange方程,推导了微梁的运动微分方程及边界条件.针对一般边值问题,构造了一种融合Gauss⁃Lobatto求积准则与微分求积准则的2节点16自由度微分求积有限元.通过对比性研究,验证了理论模型以及求解方法的有效性.最后,探究了梯度指数、内禀特征长度、几何参数及边界条件对微梁静态响应与振动特性的影响.结果表明,该文所发展的梁模型及微分求积有限元适用于研究各种长细比的功能梯度微梁的静/动力学问题,引入尺度效应会显著地改变微梁的力学特性.
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关键词
修正的偶应力理论
四参数高阶剪切⁃法向伸缩变形理论
准三维功能梯度微梁
微分求积有限元
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Keywords
modified couple stress theory
4⁃unknown higher⁃order shear and normal deformation theory
qua⁃si⁃3D functionally graded microbeam
differential quadrature finite element
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分类号
TB383
[一般工业技术—材料科学与工程]
TB34
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名面内压缩荷载作用下双层微板系统的同步/异步屈曲
被引量：2
- 4
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作者
张立民
张波
张旭
段宇杭
沈火明
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机构
应用力学与结构安全四川省重点实验室
西南交通大学力学与航空航天学院
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出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2023年第2期160-167,共8页
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基金
国家自然科学基金(11602204,11872321)
四川省自然科学基金(23NSFSC0849)
西南交通大学2021年度教改项目(2103105)。
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文摘
采用修正的偶应力理论和双变量高阶剪切变形理论,发展了层间填充弹性介质的双层微板系统在面内压缩荷载作用下的屈曲模型.基于Euler-Lagrange方程推导了系统屈曲的控制微分方程,运用Navier法获得了上下层均为四边简支时系统同步/异步屈曲的解析解.通过数值算例讨论了系统各参数对其屈曲特性的影响.结果表明:系统的异步屈曲特性依赖于材料尺度参数、长宽比和弹性介质模量,而同步屈曲特性仅依赖于前两项,并且异步屈曲荷载高于同步屈曲荷载;弹性介质的Pasternak模量较之于Winkler模量对系统的屈曲特性影响更显著.
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关键词
修正的偶应力理论
双变量高阶剪切变形理论
双层微板系统
同步/异步屈曲
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Keywords
modified couple stress theory
2-variable higher-order shear deformation theory
double-layered microplate system
synchronous/asynchronous buckling
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分类号
TB383
[一般工业技术—材料科学与工程]
TB34
[一般工业技术—材料科学与工程]
O342
[理学—固体力学]
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题名考虑尺寸效应的微型武器壳体动态响应分析
被引量：1
- 5
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作者
柴彪
李勇
宋修元
刘华颖
梁晓峰
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机构
北方自动控制技术研究所
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期211-218,共8页
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文摘
研究了三维石墨烯泡沫增强微型武器壳体的动态响应。首先基于修正的偶应力理论(MCST)和Love薄壳理论推导出系统的控制方程;其次采用Galerkin法和模态叠加法对GFRNC(三维石墨烯泡沫增强聚合物)微壳进行了固有频率和动态响应分析;最后详细讨论了三维石墨烯泡沫重量分数、分布类型、尺度参数、泡沫系数和几何形状对微壳动态响应的影响。
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关键词
微型武器壳体
增强复合微壳
三维石墨烯泡沫
动态响应
修正的偶应力理论
尺寸效应
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Keywords
micro weapon shells
reinforced composite microshell
three-dimensional graphene foam
dynamic responses
modified couple stress theory
size effect
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分类号
TJ04
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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题名变截面二维功能梯度微梁的振动和屈曲特性
被引量：3
- 6
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作者
雷剑
谢宇阳
姚明格
何玉明
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机构
华中科技大学航空航天学院
天津航天瑞莱科技有限公司
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出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2022年第10期1133-1145,共13页
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基金
国家自然科学基金(11802101
11772138)。
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文摘
基于修正的偶应力理论和Timoshenko梁理论,应用变分原理建立了变截面二维功能梯度微梁的自由振动和屈曲力学模型.模型中包含金属组分和陶瓷组分的材料内禀特征尺度参数,可以预测微梁力学行为的尺度效应.采用Ritz法给出了任意边界条件下微梁振动频率和临界屈曲载荷的数值解.数值算例表明:微梁厚度减小时,无量纲一阶频率和无量纲临界屈曲载荷增大,尺度效应增强.锥度比对微梁一阶频率的影响与边界条件密切相关,同时,对应厚度和对应宽度锥度比的影响也有明显差异.变截面微尺度梁无量纲一阶频率随着陶瓷和金属的材料内禀特征尺度参数比的增加而增大,且不同边界条件时增大程度不同.厚度方向和轴向功能梯度指数对微梁的一阶频率和屈曲载荷也有显著的影响.
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关键词
修正的偶应力理论
功能梯度材料
变截面梁
尺度效应
振动和屈曲
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Keywords
modified couple stress theory
functionally graded material
variable-cross-section beam
size effect
vibration and buckling
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分类号
O341
[理学—固体力学]
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