功能梯度石墨烯增强复合板的自由振动分析 被引量：6

1

作者 罗东晖 黄友钦 杨振宝 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第26期10674-10682,共9页

通过Halpin-Tsai模型来预测功能梯度石墨烯纳米增强复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)板的有效弹性模量,并根据混合律确定板的质量密度和泊松比。进一步基于一阶剪切变... 通过Halpin-Tsai模型来预测功能梯度石墨烯纳米增强复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)板的有效弹性模量,并根据混合律确定板的质量密度和泊松比。进一步基于一阶剪切变形板理论和四边形四节点等参元建立用有限元方法求解计算的模型来分析该复合结构的自由振动特性,通过与文献结果对比验证了方法的有效性和可靠性。研究表明,在聚合物板中掺入少量(质量占比g=1%)石墨烯纳米片(graphene nanoplatelets,GPLs)就可使板的自振频率提高1倍。选用表面积更大、厚度更薄的GPLs可更有效地增强聚合物板,且应尽量选用正方形的GPLs。而在板的顶层和底层掺入更多GPLs可提高增强效率,但该模式下参数变异性对动力特性的影响也较大。GPLs的弹性模量、质量密度对自振频率的影响大于基体材料的相应参数。固支边界时板的频率较高而一边固支三边自由时频率较低,而不同边界条件下各材料参数对自振频率的影响规律接近。 展开更多

关键词 功能梯度石墨烯增强复合板 自由振动 有限元方法 参数分析

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功能梯度多层石墨烯片增强复合材料梁的非线性自由振动

2

作者 吕颖 张静 李联和 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期415-424,共10页

为了研究非线性弹性基础上功能梯度多层石墨烯片增强复合材料(graphene platelets reinforced composite,GPLRC)梁在轴向力和温度场共同作用下的非线性自由振动问题。基于虚功原理,采用一阶剪切变形梁理论和冯卡门非线性应变位移关系,... 为了研究非线性弹性基础上功能梯度多层石墨烯片增强复合材料(graphene platelets reinforced composite,GPLRC)梁在轴向力和温度场共同作用下的非线性自由振动问题。基于虚功原理,采用一阶剪切变形梁理论和冯卡门非线性应变位移关系,建立了梁的非线性控制方程,并将3个方程简化为2个关于挠度和转角的非线性方程,利用二次摄动法进行离散,得到各阶摄动方程,逐阶求出渐进解,获得两端简支边界条件下频率的表达式。通过参数分析,探究了石墨烯片(graphene platelets,GPLs)的分布模式、几何形状、重量分数,以及弹性基础刚度参数、温度和轴向力对非线性自由振动的影响。计算结果表明:GPL质量分数越高增强效果越明显,采用GPL表面积更大、单层GPL较少、靠近顶部和底部的位置添加更多的GPL、增大线性弹性基础刚度都可以使固有频率增大,从而使梁的非线性与线性频率之比减小。非线性弹性基础刚度增大、温度升高和轴向压力增大会使非线性与线性频率之比增大。 展开更多

关键词 非线性自由振动 二次摄动法 石墨烯片 功能梯度材料

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石墨烯片增强功能梯度圆柱壳自由振动的解析解

3

作者 张靖华 刘港 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期162-168,204,共8页

采用解析法研究石墨烯片(GPL)增强功能梯度圆柱壳的自由振动。首先基于经典壳理论和Hamilton原理推导建立该圆柱壳振动的控制微分方程,其中石墨烯增强复合材料的等效弹性模量由修正的哈尔平-蔡模型计算,等效密度和泊松比根据混合率准则... 采用解析法研究石墨烯片(GPL)增强功能梯度圆柱壳的自由振动。首先基于经典壳理论和Hamilton原理推导建立该圆柱壳振动的控制微分方程,其中石墨烯增强复合材料的等效弹性模量由修正的哈尔平-蔡模型计算,等效密度和泊松比根据混合率准则确定。其次,采用Naiver法求解获得固有频率的解析解,并给出解析表达式的数值结果,定量分析石墨烯片的分布模式、含量、尺寸等参数以及圆柱壳的几何参数等对固有频率的影响。研究表明,圆柱壳内外表面填充较多石墨烯片能极大地提高壳的刚度,表面积更大、厚度更薄的石墨烯片增强效果更好,从而使基频增大;并通过调节石墨烯片的各项微观参数能主动改变复合材料壳的自振频率。 展开更多

关键词 石墨烯片增强 功能梯度圆柱壳 自由振动 固有频率 解析解

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功能梯度石墨烯片增强复合材料梁的热后屈曲

4

作者 吕颖 张静 李联和 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1097-1102,共6页

研究了固支边界条件下,非线性弹性基础上功能梯度石墨烯片增强复合材料GPLRC(graphene platelets reinforced composite)梁在轴向力和温度场共同作用下的热后屈曲问题。基于Hamilton原理,采用一阶剪切变形梁理论和冯卡门非线性应变位移... 研究了固支边界条件下,非线性弹性基础上功能梯度石墨烯片增强复合材料GPLRC(graphene platelets reinforced composite)梁在轴向力和温度场共同作用下的热后屈曲问题。基于Hamilton原理,采用一阶剪切变形梁理论和冯卡门非线性应变位移关系,建立了梁的非线性控制方程,并将3个方程简化为2个关于挠度和转角的非线性方程,利用二次摄动技术化为一系列的摄动方程,逐阶求出渐进解,得到两端固支边界条件下热后屈曲温度的表达式。通过参数分析,探究了石墨烯片GPLs(graphene platelets)的分布模式、几何形状、重量分数,以及弹性基础刚度参数、轴向力对热后屈曲温度的影响。计算结果表明,轴向拉力增大、弹性基础刚度增大、在靠近顶部和底部的位置添加更多的GPL都会提高热后屈曲的性能;非线性Winkler弹性基础会改变热后屈曲平衡路径。 展开更多

关键词 热后屈曲 二次摄动法 石墨烯片 功能梯度材料

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基于分层法的石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁动力特性有限元分析 被引量：1

5

作者 黄立新 周小云 滕靓媚 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期71-80,共10页

基于分层法对石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁的动力特性问题进行有限元分析。在有限元建模过程中,首先将Timoshenko梁沿厚度方向分成若干层,然后利用改进的Halpin-Tsai细观力学模型计算各层的弹性模量,相应的泊松比和密度则根据混合率... 基于分层法对石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁的动力特性问题进行有限元分析。在有限元建模过程中,首先将Timoshenko梁沿厚度方向分成若干层,然后利用改进的Halpin-Tsai细观力学模型计算各层的弹性模量,相应的泊松比和密度则根据混合率法则进行计算,最后对各层均采用4节点四边形板单元离散。通过数值算例分析分层数和单元尺寸比例的合理性,探究石墨烯片的分布形式、质量含量、几何形状和尺寸等因素对Timoshenko梁动力特性的影响。结果表明,添加少量的石墨烯能显著提高Timoshenko梁自由振动的频率,尤其在梁的上下部位分布较多正方形石墨烯片时效果最佳。随着石墨烯片长厚比的增加,Timoshenko梁的自由振动基频不断增大。当石墨烯片长厚比超过1 000之后,梁的基频变化不明显。 展开更多

关键词 石墨烯 功能梯度Timoshenko梁 有限元法 动力特性

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压电集成石墨烯增强功能梯度多孔板的等几何建模与分析

6

作者 刘庆运 刘康仁 +1 位作者 张红一 刘涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期280-290,共11页

基于等几何分析方法和一种仅含有4自由度的简化一阶剪切变形理论(simple first-order shear deformation theory,S-FSDT)建立了压电集成石墨烯增强功能梯度多孔(piezoelectric integrated graphene platelets reinforced functionally g... 基于等几何分析方法和一种仅含有4自由度的简化一阶剪切变形理论(simple first-order shear deformation theory,S-FSDT)建立了压电集成石墨烯增强功能梯度多孔(piezoelectric integrated graphene platelets reinforced functionally graded porous,P-GPLs-FGP)板的数值分析模型。利用Halpin-Tsai微观力学模型、闭胞体高斯随机场理论和混合定律得到了石墨烯增强功能梯度多孔板的有效材料属性;基于等几何分析方法、S-FSDT和哈密顿原理推导了P-GPLs-FGP板的运动控制方程,并通过与已有算例对比验证了模型的准确性和有效性;利用所建模型分析了孔隙分布形式、孔隙系数、石墨烯分布形式、石墨烯质量分数、边界条件和宽厚比对P-GPLs-FGP板固有频率和机-电载荷作用下静态弯曲响应的影响。研究结果表明:板的刚度与孔隙系数成反比,而在基体材料中添加少量的石墨烯可以有效地增强结构的刚度;与其他组合形式相比,板的刚度在孔隙PD-S分布和石墨烯GPL-S分布时最大。 展开更多

关键词 等几何分析 简化一阶剪切变形理论(S-FSDT) 压电 石墨烯 功能梯度多孔板

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功能梯度多层石墨烯增强纳米复合材料圆弧拱的参数失稳分析 被引量：6

7

作者 杨智诚 黄永辉 吴迪 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第25期23-31,共9页

针对功能梯度多层石墨烯增强纳米复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)圆弧拱的参数失稳问题,基于Halpin-Tsai的复合材料微观力学模型和有限单元法理论建立了FG-GPLRC圆弧... 针对功能梯度多层石墨烯增强纳米复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)圆弧拱的参数失稳问题,基于Halpin-Tsai的复合材料微观力学模型和有限单元法理论建立了FG-GPLRC圆弧拱在拱顶作用周期荷载的运动控制方程,并转化为含阻尼项的Mathieu-Hill方程。利用Bolotin方法求解Mathieu-Hill方程获得FG-GPLRC圆弧拱的主动力不稳定区域,并分别研究了石墨烯纳米片(graphene nanoplatelets,GPLs)的分布类型、质量分数、几何形状对FG-GPLRC圆弧拱动力不稳定性的影响。数值结果表明,GPLs沿拱截面厚度方向的顶层和底层分布较多时能够明显减小FG-GPLRC圆弧拱的面内不稳定区域,提高其结构稳定性。当GPL的高宽比大于4和宽厚比大于103时,GPL的几何形状对FG-GPLRC圆弧拱的动力稳定性影响不再明显,且随着结构阻尼系数的增大,FG-GPLRC圆弧拱发生参数失稳的临界荷载也增大,从而降低了结构发生动力失稳的概率。 展开更多

关键词 石墨烯 功能梯度纳米材料 参数失稳 圆弧拱 周期荷载

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功能梯度石墨烯增强复合材料梁的屈曲及后屈曲精确解 被引量：1

8

作者 张靖华 马浩 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期589-596,共8页

采用精确解析求解方法研究石墨烯片(GPL)增强功能梯度梁的非线性屈曲及后屈曲力学行为。研究中假定GPL均匀地分布在梁的每一层,但其重量分数沿厚度方向呈梯度或均匀变化,导致结构的物性参数沿厚度方向连续梯度变化,并根据Halpin-Tsai力... 采用精确解析求解方法研究石墨烯片(GPL)增强功能梯度梁的非线性屈曲及后屈曲力学行为。研究中假定GPL均匀地分布在梁的每一层,但其重量分数沿厚度方向呈梯度或均匀变化,导致结构的物性参数沿厚度方向连续梯度变化,并根据Halpin-Tsai力学模型和混合率法则得到材料的等效物性参数。同时基于Euler-Bernoulli梁理论和Von-Kármán非线性应变位移关系由能量变分法获得石墨烯片增强功能梯度梁的非线性控制方程,对此方程进行精确解析求解获得临界载荷、屈曲模态以及后屈曲变形的解析表达式。并进行参数研究分析了GPL的重量分数、几何形状及尺寸和分布方式对该复合材料梁非线性屈曲和后屈曲的影响。 展开更多

关键词 功能梯度梁 石墨烯片 屈曲 后屈曲 精确解

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功能梯度石墨烯增强复合材料板的自由振动 被引量：10

9

作者 庞有卿 王爱文 +1 位作者 郝育新 陈鸿燕 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期558-565,I0006,I0007,共10页

基于高阶函数剪切变形板理论,研究了可移动简支边界条件下功能梯度石墨烯增强复合材料板的自由振动。利用修正的Halpin-Tsai模型估计了复合材料的等效杨氏模量。基于Hamilton原理构建其偏微分方程。通过Navier方法计算得到了板的量纲为... 基于高阶函数剪切变形板理论,研究了可移动简支边界条件下功能梯度石墨烯增强复合材料板的自由振动。利用修正的Halpin-Tsai模型估计了复合材料的等效杨氏模量。基于Hamilton原理构建其偏微分方程。通过Navier方法计算得到了板的量纲为一的频率,并与已有成果进行了比较,验证了本文计算模型的优越性。数值计算结果表明:功能梯度石墨烯增强复合材料板的量纲为一的基频受石墨烯小块的分布模式影响很大,随着石墨烯含量的增加而单调增加;固定石墨烯小块的厚度和长宽比,量纲为一的基频随着长厚比的增加而单调增加。 展开更多

关键词 功能梯度 石墨烯增强复合材料 高阶剪切变形理论 自由振动

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四边简支功能梯度石墨烯增强复合材料厚板的自由振动分析 被引量：1

10

作者 雷芳明 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期166-172,共7页

基于准三维板理论,研究了四边简支功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GRC)厚板的自由振动行为.通过改进的Halpin-Tsai模型计算了不同分布模式下FG-GRC厚板的有效性能,利用Hamilton原理构建其控制方程,并根据Navier法求解.通过参数研究部分... 基于准三维板理论,研究了四边简支功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GRC)厚板的自由振动行为.通过改进的Halpin-Tsai模型计算了不同分布模式下FG-GRC厚板的有效性能,利用Hamilton原理构建其控制方程,并根据Navier法求解.通过参数研究部分揭示了石墨烯纳米片(GPLs)的重量分数、FG-GRC板的总层数、GPLs分布模式、宽厚比以及长宽比对四边简支FG-GRC厚板自由振动固有频率的影响.由于准三维板理论考虑了厚度拉伸效应,因此在厚板计算中比经典板理论、一阶板理论和Reddy三阶板理论更为精确. 展开更多

关键词 功能梯度石墨烯增强复合材料 厚板 准三维板理论 Navier法 自由振动

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石墨烯增强功能梯度材料板条的热弹性响应 被引量：3

11

作者 梅靖 陈鼎 杨博 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1857-1863,I0001,共8页

研究了石墨烯增强功能梯度复合材料板条的热弹性问题。基于推广后的Mian和Spencer功能梯度板理论,在板厚度方向上考虑热传导引起的稳态温度场,沿板厚方向考虑了三种石墨烯纳米片的分布形式,最终给出了不同边界条件下石墨烯增强功能梯度... 研究了石墨烯增强功能梯度复合材料板条的热弹性问题。基于推广后的Mian和Spencer功能梯度板理论,在板厚度方向上考虑热传导引起的稳态温度场,沿板厚方向考虑了三种石墨烯纳米片的分布形式,最终给出了不同边界条件下石墨烯增强功能梯度板条在温度场作用下的解析解。通过算例分析验证了本文方法的有效性,并讨论了边界条件和石墨烯的分布形式等因素对板条热弹性响应的影响。计算结果表明:石墨烯增强功能梯度材料板条在温度场作用下的热响应与在机械力作用下的弹性响应有较大不同。 展开更多

关键词 石墨烯增强复合材料 功能梯度板条 热弹性 解析解

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石墨烯/聚合物复合功能梯度材料制备及力学性能测试 被引量：3

12

作者 黄小光 张典豪 +1 位作者 程斌亮 韩忠英 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第12期23-26,共4页

为研究石墨烯对复合材料强度和承载力的增强效果,开展了石墨烯/聚合物复合功能梯度材料的试样制备与力学性能测试。利用石墨烯/聚合物溶液共混依次凝固方法,结合3D技术打印混合溶液装持模具,制备了多层石墨烯/聚合物复合功能梯度材料试... 为研究石墨烯对复合材料强度和承载力的增强效果,开展了石墨烯/聚合物复合功能梯度材料的试样制备与力学性能测试。利用石墨烯/聚合物溶液共混依次凝固方法,结合3D技术打印混合溶液装持模具,制备了多层石墨烯/聚合物复合功能梯度材料试样,并测试了其拉伸力学性能。结果表明,加入体积分数为0.4%的石墨烯能将聚合物的弹性模量提高2倍左右,石墨烯/聚合物复合功能梯度材料的强度极限也随石墨烯分布模式有不同程度的提升。分析发现,石墨烯作为聚合物材料的强度与刚度的增强相是有效的,同时石墨烯配比、分布模式的多样化也有助于拓宽石墨烯/聚合物复合功能梯度材料的应用前景。 展开更多

关键词 增强效果 石墨烯/聚合物 力学性能 3D打印 功能梯度材料

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石墨烯增强功能梯度圆板受热机作用的响应分析 被引量：1

13

作者 梅靖 沈璐璐 杨博 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期388-396,共9页

在推广后的Mian和Spencer功能梯度板理论基础上,研究了石墨烯增强功能梯度圆板受集中力和温度场作用的响应问题。基于修正后的Halpin-Tsai模型,考虑了温度依赖和石墨烯缺陷大小对石墨烯增强复合材料弹性模量的影响。沿板厚方向考虑了三... 在推广后的Mian和Spencer功能梯度板理论基础上,研究了石墨烯增强功能梯度圆板受集中力和温度场作用的响应问题。基于修正后的Halpin-Tsai模型,考虑了温度依赖和石墨烯缺陷大小对石墨烯增强复合材料弹性模量的影响。沿板厚方向考虑了三种石墨烯纳米片的分布形式,石墨烯增强功能梯度圆板中心受集中力作用时,该问题转化为环板内边界上受均匀分布剪切力作用的问题。在板厚方向考虑热传导引起的非线性温度场。通过数值算例分析,验证了方法的正确性,并讨论了石墨烯含量,分布形式,缺陷大小,温度场和边界条件等因素对圆板热弹性响应的影响。 展开更多

关键词 石墨烯纳米片 功能梯度圆板 集中力 温度场 弹性响应

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石墨烯改性的负泊松比功能梯度梁的断裂力学和振动分析

14

作者 何云祥 宋敉淘 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期100-107,共8页

为了探究结构损伤对折叠石墨烯改性材料动力学行为的影响,该文利用有限元方法计算了石墨烯折纸(graphene origami, GOri)负泊松比功能梯度梁的裂纹尖端应力强度因子。结合旋转弹簧模型与一阶剪切变形理论,采用Ritz方法和Hamilton原理,... 为了探究结构损伤对折叠石墨烯改性材料动力学行为的影响,该文利用有限元方法计算了石墨烯折纸(graphene origami, GOri)负泊松比功能梯度梁的裂纹尖端应力强度因子。结合旋转弹簧模型与一阶剪切变形理论,采用Ritz方法和Hamilton原理,推导了梁的自由振动方程,并求解了梁的固有频率。结果显示,由于呈梯度分布,石墨烯折纸的折叠度对裂纹尖端的应力强度因子的影响与裂纹长度相关。同时,当GOri靠近梁表面分布时,梁的基频增加。随着GOri质量分数的增加,梁的基频也增加。例如,当GOri的氢覆盖率为20%时,仅增加0.15%的GOri,梁的基频可提高达到3.9%。然而,随着GOri折叠度的增大,梁的基频却降低。进一步研究发现,改变GOri折叠度、分布梯度和浓度以提高梁的刚度,会同时导致梁的振动行为对裂纹更为敏感。 展开更多

关键词 石墨烯折纸(GOri) 功能梯度梁 负泊松比 裂纹 固有频率

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石墨烯增强功能梯度梁自由振动的解析解 被引量：2

15

作者 张靖华 司成龙 马浩 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第2期49-55,共7页

基于Euler-Bernoulli梁理论,研究了石墨烯片增强功能梯度复合材料梁的自由振动特性.研究中考虑石墨烯片方向随机且均匀地散布在每层基体中,其含量沿厚度按照3种不同方式梯度变化.首先根据Halpin-Tsai力学模型和混合率法则得到该复合材... 基于Euler-Bernoulli梁理论,研究了石墨烯片增强功能梯度复合材料梁的自由振动特性.研究中考虑石墨烯片方向随机且均匀地散布在每层基体中,其含量沿厚度按照3种不同方式梯度变化.首先根据Halpin-Tsai力学模型和混合率法则得到该复合材料的等效物性参数,然后由Hamilton原理推导出石墨烯增强功能梯度梁的动力学控制微分方程,对其自由振动方程进行精确解析求解获得固有频率和模态的解析表达式,同时给出该复合材料梁的固有频率与相同边界条件均匀梁的固有频率之间的解析表达式,并且通过参数研究分析了石墨烯片的质量分数、几何形状和分布模式等对梁自由振动固有频率的影响. 展开更多

关键词 自由振动 功能梯度结构 石墨烯增强 梁

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基于分层法石墨烯增强功能梯度梁的有限元分析 被引量：2

16

作者 滕靓媚 黄君 黄立新 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第1期13-21,共9页

基于分层法的思想,对石墨烯增强功能梯度梁进行有限元力学分析。在有限元计算的分层模型中,每层的材料参数为常数,并根据修正后的Halpin-Tsai微观力学模型计算得到,然后按照标准化步骤完成石墨烯增强功能梯度梁的有限元建模和力学分析... 基于分层法的思想,对石墨烯增强功能梯度梁进行有限元力学分析。在有限元计算的分层模型中,每层的材料参数为常数,并根据修正后的Halpin-Tsai微观力学模型计算得到,然后按照标准化步骤完成石墨烯增强功能梯度梁的有限元建模和力学分析。通过数值算例,分析了石墨烯的质量含量、分布形式和尺寸等因素对梁的弯曲性能的影响。数值算例结果表明,加入少量的石墨烯可以显著减少梁的弯曲挠度,在梁的上下表面分布更多的石墨烯是减少弯曲挠度的最有效的方法。在相同质量含量的情况下,长厚比较大的正方形石墨烯片更能够提高梁的弯曲性能。 展开更多

关键词 功能梯度梁 石墨烯 分层法 有限元分析 弯曲挠度 复合材料

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温度场下石墨烯增强功能梯度梁的主共振行为分析 被引量：3

17

作者 李晓倩 宋敉淘 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期66-71,110,共7页

针对温度影响石墨烯增强功能梯度梁的非线性强迫振动的问题,采用一阶剪切变形理论,推导出梁的控制方程,同时采用伽辽金方法对梁的控制方程进行离散。主共振情况下,利用多尺度方法对离散系统进行求解。数值结果表明:FG-X梁比FG-O梁的振... 针对温度影响石墨烯增强功能梯度梁的非线性强迫振动的问题,采用一阶剪切变形理论,推导出梁的控制方程,同时采用伽辽金方法对梁的控制方程进行离散。主共振情况下,利用多尺度方法对离散系统进行求解。数值结果表明:FG-X梁比FG-O梁的振动幅值小35%以上。温度的升高会同时降低梁的刚度和非线性,并且对FG-O梁影响最大。外激励频率越大,阻尼因数对梁的振动影响越大。 展开更多

关键词 石墨烯 功能梯度材料 温度场 主共振 多尺度法

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黏弹性地基上石墨烯增强功能梯度矩形板的自由振动和动力响应 被引量：8

18

作者 黄小林 魏耿忠 +1 位作者 刘思奇 钟德月 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1202-1208,共7页

考虑黏弹性地基的影响,基于复合材料薄板理论建立了石墨烯增强功能梯度矩形薄板的运动方程,用Galerkin法和龙格库塔法求解其自振频率和动力响应,分析了地基参数、石墨烯含量和分布对自振频率和动力响应的影响。结果表明:黏弹性地基的剪... 考虑黏弹性地基的影响,基于复合材料薄板理论建立了石墨烯增强功能梯度矩形薄板的运动方程,用Galerkin法和龙格库塔法求解其自振频率和动力响应,分析了地基参数、石墨烯含量和分布对自振频率和动力响应的影响。结果表明:黏弹性地基的剪切和压缩刚度提高了板的自振频率,减小了动力响应;地基黏性降低了板的自振频率和动力响应;在石墨烯纳米片的四种分布模式中,在板的顶部和底部埋置更多的石墨烯是减小动力响应的最有效模式。 展开更多

关键词 石墨烯 功能梯度材料 黏弹性地基 矩形板 振动

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石墨烯片增强纳米复合材料微米圆柱壳的振动和稳定性

19

作者 张飞 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第32期13965-13972,共8页

基于一阶剪切变形壳理论和应变梯度弹性理论(strain gradient elasticity theory,SGET),研究石墨烯片增强纳米复合材料(graphene platelets-reinforced nanocomposite,GPLRNC)微米圆柱壳的稳定性和自由振动。首先,通过Hamilton变分原理... 基于一阶剪切变形壳理论和应变梯度弹性理论(strain gradient elasticity theory,SGET),研究石墨烯片增强纳米复合材料(graphene platelets-reinforced nanocomposite,GPLRNC)微米圆柱壳的稳定性和自由振动。首先,通过Hamilton变分原理得到系统模型的控制微分方程。其次,利用Navier法获得GPLRNC微米壳的固有频率和临界屈曲载荷的解析解。结果表明:石墨烯片(graphene platelets,GPLs)的充填质量和分布模式影响微米壳的稳定性和振动特性。当壳体内部石墨烯片的质量分数给定时,微米壳在石墨烯片的O-GPLRNC分布下具有最高的固有频率和临界屈曲载荷,在X-GPLRNC分布下则反之。此外,材料长度尺度参数、石墨烯片几何尺寸和微米壳几何尺寸对GPLRNC微米圆柱壳的稳定性和自由振动具有重要影响。 展开更多

关键词 石墨烯片增强纳米复合材料(GPLRNC) 微米圆柱壳 应变梯度弹性理论(SGET) 一阶剪切变形壳理论 稳定性 自由振动

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弹性地基上FG-GRC梁的振动

20

作者 张靖华 姚玉琴 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第2期38-43,共6页

为了研究置于弹性地基上石墨烯增强功能梯度(FG-GRC)梁的振动问题,首先基于经典梁理论,利用变分原理建立该问题的动力学控制微分方程,其中材料的物性参数基于Halpin-Tsai和混合律模型进行描述;然后,采用分离变量法对控制方程进行精确解... 为了研究置于弹性地基上石墨烯增强功能梯度(FG-GRC)梁的振动问题,首先基于经典梁理论,利用变分原理建立该问题的动力学控制微分方程,其中材料的物性参数基于Halpin-Tsai和混合律模型进行描述;然后,采用分离变量法对控制方程进行精确解析求解,计算得到3种不同边界约束梁在弹性地基上振动的无量纲固有频率;同时,将计算结果退化到无地基的情况,并与文献已有结果进行对比,证明理论推导和数值结果的正确性;最后,通过分析数值结果讨论地基刚度系数、石墨烯含量和几何参数等对FG-GRC梁固有频率的影响.结果表明:虽然弹性地基对梁基频的影响较明显,但随阶数的增加影响减弱;另外,石墨烯片几何形状的变化对固有频率同样具有显著影响. 展开更多

关键词 石墨烯增强 弹性地基 功能梯度梁 振动

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