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题名Mindlin矩形微板的热弹性阻尼解析解
被引量：6
- 1
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作者
马航空
周晨阳
李世荣
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机构
扬州大学建筑科学与工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第5期1383-1393,I0004,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11672260)。
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文摘
首次给出了四边简支的Mindlin矩形微板热弹性阻尼的解析解.基于考虑一阶剪切变形的Mindlin板理论和单向耦合热传导理论建立了微板热弹性耦合自由振动控制微分方程.忽略温度梯度在面内的变化,在上下表面绝热边界条件下求得了用变形几何量表示的温度场的解析解.进一步将包含热弯曲内力的结构振动方程转化为只包含挠度振幅的四阶偏微分方程.利用特征值问题之间在数学上的相似性,在四边简支条件下给出了用无阻尼Kirchhoff微板的固有频率表示的Mindlin矩形微板的复频率解析解,从而利用复频率法求得了反映热弹性阻尼水平的逆品质因子.最后,通过数值结果定量地分析了剪切变形、材料以及几何参数对热弹性阻尼的影响规律.结果表明,Mindlin板理论预测的热弹性阻尼小于Kirchhoff板理论预测的热弹性阻尼.两种理论预测的热弹性阻尼之间的差值在临界厚度附近十分显著.另外,随着微板的边/厚比增大,Mindlin微板的热弹性阻尼最大值单调增大,而Kirchhoff微板的热弹性阻尼最大值却保持不变.
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关键词
热弹性阻尼
微板谐振器
MINDLIN板理论
热弹性耦合振动
复频率
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Keywords
thermoelastic damping
micro plate resonator
Mindlin plate theory
thermoelastic coupling vibration
complex frequency
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分类号
O343
[理学—固体力学]
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题名功能梯度材料明德林矩形微板的热弹性阻尼
被引量：4
- 2
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作者
李世荣
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机构
南通理工学院土木工程系
扬州大学建筑科学与工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1601-1612,I0003,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11672260)。
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文摘
功能梯度材料微板谐振器热弹性阻尼的建模和预测是此类新型谐振器热−弹耦合振动响应的新课题.本文采用数学分析方法研究了四边简支功能梯度材料中厚度矩形微板的热弹性阻尼.基于明德林中厚板理论和单向耦合热传导理论建立了材料性质沿着厚度连续变化的功能梯度微板热弹性自由振动控制微分方程.在上下表面绝热边界条件下采用分层均匀化方法求解变系数热传导方程,获得了用变形几何量表示的变温场的解析解.从而将包含热弯曲内力的结构振动方程转化为只包含挠度振幅的偏微分方程.然后,利用特征值问题在数学上的相似性,求得了四边简支条件下功能梯度材料明德林矩形微板的复频率解析解,进而利用复频率法获得了反映谐振器热弹性阻尼水平的逆品质因子.最后,给出了材料性质沿板厚按幂函数变化的陶瓷−金属组分功能梯度矩形微板的热弹性阻尼数值结果.定量地分析了横向剪切变形、材料梯度变化以及几何参数对热弹性阻尼的影响规律.结果表明,采用明德林板理论预测的热弹性阻尼值小于基尔霍夫板理论的预测结果,而且两者的差别随着相对厚度的增大而变得显著.
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关键词
功能梯度材料
微板谐振器
热弹性阻尼
明德林板理论
热弹性耦合振动
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Keywords
functionally graded materials
micro plate resonator
thermoelastic damping
Mindlin plate theory
thermoelastic coupled vibration
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分类号
O343
[理学—固体力学]
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题名不完全连续三层微梁谐振器中热弹性阻尼研究
被引量：1
- 3
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作者
冶志翔
左万里
刘璇
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机构
宁波大学机械工程与力学学院
浙大宁波理工学院计算机与数据工程学院
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期849-859,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51705261)
浙江省教育厅一般科研项目(Y202248861)。
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文摘
基于Euler-Bernoulli梁理论和二维傅里叶热传导定律,针对两端固定约束边界条件,通过截面分割法得到不完全连续三层微梁的固有频率,利用格林函数法求解波动温度场分布函数。然后利用能量法,建立了热弹性阻尼(Thermoelastic damping,TED)解析模型。通过ANSYS有限元数值解与MATLAB解析解对比,验证了所建模型的正确性。结果表明:(1)TED中厚度方向的收敛速度远大于长度方向收敛速度,TED对厚度方向上的热传递更为敏感;(2)在此结构基层开槽处两端无限接近时,可以简化为完全连续微梁结构模型;(3)若微梁长恒定不变,随着开槽长度的增加,TED呈减小趋势;(4)通过基层的开槽,此结构微梁的最大弹性势能以及热能损失都会降低;(5)在基层中进行刻蚀开槽时,槽的长度与厚度的比值应取较大值。
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关键词
热弹性阻尼
开槽结构
热弹性耦合振动
微谐振器
品质因数
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Keywords
thermoelastic damping
slot structure
thermoelastic coupling vibration
micro⁃resonator
quality factor
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分类号
TM38
[电气工程—电机]
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