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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
1
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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非保守力下温度场中FGM圆板的非线性力学行为 被引量：1
2
作者 李清禄 杨凡转 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期396-401,共6页
研究了温度场中非保守功能梯度材料(FGM)圆板的非线性力学行为。基于经典板理论,推导了受非保守力作用的FGM圆板在温度场中的控制微分方程。采用打靶法分析了由陶瓷二氧化锆和金属钛合金两相材料组成的非保守FGM圆板在均匀和非均匀升温... 研究了温度场中非保守功能梯度材料(FGM)圆板的非线性力学行为。基于经典板理论,推导了受非保守力作用的FGM圆板在温度场中的控制微分方程。采用打靶法分析了由陶瓷二氧化锆和金属钛合金两相材料组成的非保守FGM圆板在均匀和非均匀升温场中的非线性力学行为。给出了不同均匀升温和非均匀升温场下,FGM圆板在非保守载荷作用下的平衡路径和平衡构形。分析并讨论了均匀和非均匀升温、材料梯度指数对非保守圆板过屈曲和弯曲行为的影响。结果表明:温度场中,非保守FGM圆板发生弯曲而纯陶瓷圆板会发生过屈曲行为;当梯度指数p=2,非保守载荷q=52时,均匀升温场中非保守圆板的变形大于非均匀升温场中非保守圆板的变形。 展开更多
关键词 温度场 功能梯度材料 圆板 非保守力 非线性
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热环境中粘贴压电层功能梯度材料梁的自由振动 被引量：19
3
作者 李世荣 苏厚德 程昌钧 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第8期907-918,共12页
研究了上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler-Bernoulli梁在升温及电场作用下的屈曲和自由振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立了压电功能梯度材料层合梁在热-电-机载荷作用下的几何非线性动力学控制方程.其中,假设功能梯度材料... 研究了上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler-Bernoulli梁在升温及电场作用下的屈曲和自由振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立了压电功能梯度材料层合梁在热-电-机载荷作用下的几何非线性动力学控制方程.其中,假设功能梯度材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,上下压电层为各向同性均匀材料.在小振幅和谐振动假设下,上述非线性偏微分方程组被转化为两套相互耦合的常微分方程组,即过屈曲问题的控制方程和过屈曲构形附近的线性振动控制方程.采用打靶法数值求解上述两个耦合的常微分方程边值问题,获得了在均匀电场和横向非均匀升温场作用下两端固定压电-功能梯度材料层合梁在屈曲前和过屈曲构型附近的自由振动响应.绘出了梁的过屈曲平衡路径以及前3阶固有频率随热、电载荷及材料梯度参数变化的特性曲线.结果表明,梁的前3阶频率在屈曲前随着温度升高而减小,在进入过屈曲后它们却随着温度升高而增加.通过施加电压在压电层产生拉应力可有效地提高粱的热屈曲临界载荷,从而提高其固有频率. 展开更多
关键词 功能梯度材料 压电层合梁 热屈曲 自由振动 固有频率
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弹性约束边界圆环板面内自由振动的二维弹性解 被引量：4
4
作者 蒲育 赵海英 +2 位作者 滕兆春 韩国强 杨晔 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期697-703,共7页
基于二维线弹性理论,应用哈密顿原理导出弹性约束边界圆环板面内自由振动的控制微分方程。采用微分求积法(DQM)数值研究了弹性约束边界圆环板面内自由振动的频率特性。通过设置弹性刚度系数为0或∞,问题退化为四种典型边界圆环板的面内... 基于二维线弹性理论,应用哈密顿原理导出弹性约束边界圆环板面内自由振动的控制微分方程。采用微分求积法(DQM)数值研究了弹性约束边界圆环板面内自由振动的频率特性。通过设置弹性刚度系数为0或∞,问题退化为四种典型边界圆环板的面内自由振动,与已有文献的计算数值结果进行比较,证实本文的分析求解方法行之有效。最后全面考虑了圆环板边界条件、几何系数及刚度系数对自振频率的影响。 展开更多
关键词 圆环板 面内自由振动 无量纲频率 弹性约束边界 微分求积法
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功能梯度截顶圆锥壳的热弹性弯曲精确解 被引量：4
5
作者 张靖华 李世荣 马连生 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期185-193,共9页
研究了功能梯度材料截顶圆锥壳在横向机械载荷与非均匀热载荷同时作用下的变形问题.基于经典线性壳体理论推导出了以横向剪力和中面转角为基本未知量的功能梯度薄圆锥壳轴对称变形的混合型控制方程.假设功能梯度圆锥壳的材料性质为沿厚... 研究了功能梯度材料截顶圆锥壳在横向机械载荷与非均匀热载荷同时作用下的变形问题.基于经典线性壳体理论推导出了以横向剪力和中面转角为基本未知量的功能梯度薄圆锥壳轴对称变形的混合型控制方程.假设功能梯度圆锥壳的材料性质为沿厚度方向按照幂函数连续变化的形式.然后采用解析方法求解,得到了问题的精确解.分别就两端简支和两端固支边界条件,给出了圆锥壳的变形随其载荷、材料参数等变化的特征关系曲线,重点分析和讨论了载荷参数与材料梯度变化参数对变形的影响. 展开更多
关键词 功能梯度材料 截顶圆锥壳 热弹性 弯曲 精确解
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四边弹性约束FGM矩形板面内自由振动的DQM求解 被引量：3
6
作者 蒲育 赵海英 滕兆春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期58-65,共8页
假设矩形板为正交各向异性,材料的物性沿矩形板的宽度方向按幂律连续分布,基于二维线弹性理论,建立了四边弹性约束功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)矩形板面内自由振动的控制偏微分方程。控制方程为复杂耦合的变系数偏... 假设矩形板为正交各向异性,材料的物性沿矩形板的宽度方向按幂律连续分布,基于二维线弹性理论,建立了四边弹性约束功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)矩形板面内自由振动的控制偏微分方程。控制方程为复杂耦合的变系数偏微分方程,采用微分求积法(Differential Quadrature Method,DQM)数值研究了四边弹性约束FGM矩形板面内自由振动的无量纲频率特性。通过设置弹性刚度系数为0或∞,梯度指数为0,问题退化为各种典型边界下矩形板的面内自由振动,与已有的各向同性矩形板自振频率结果进行比较,结果表明分析求解方法行之有效。最后考虑了FGM矩形板边界条件、长宽比、梯度指数及刚度系数对自振频率的影响。 展开更多
关键词 FGM矩形板 面内自由振动 弹性约束边界 无量纲频率 微分求积法
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功能梯度梁在热冲击下的动态响应 被引量：5
7
作者 李世荣 范亮亮 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期371-378,共8页
基于Timoshenko梁理论研究了功能梯度材料(FGM)梁在一维热冲击载荷作用下的瞬态动力响应。采用Laplace变换将功能梯度材料中的一维热传导方程转化为拉氏域中的常微分方程进行求解,再进行反变换得到温度场。然后采用微分求积法(DQM)对位... 基于Timoshenko梁理论研究了功能梯度材料(FGM)梁在一维热冲击载荷作用下的瞬态动力响应。采用Laplace变换将功能梯度材料中的一维热传导方程转化为拉氏域中的常微分方程进行求解,再进行反变换得到温度场。然后采用微分求积法(DQM)对位移形式的动力学方程及初边值条件进行DQ离散,数值求解离散后的动力学方程,得到了梁在热冲击下的动态位移和应力响应。分析了材料组份指数和几何参数对梁的动力响应的影响,并考察了DQM法对此类问题的有效性。 展开更多
关键词 TIMOSHENKO梁 功能梯度材料 热冲击 LAPLACE变换 微分求积法
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辐爪状弹性地轮及其行走阻力理论分析
8
作者 张锋伟 张靖华 +2 位作者 赵武云 戴飞 韩正晟 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期119-122,共4页
辐爪状弹性地轮在沙漠、松软地面和水田沼泽地上行走时具有良好的力学性能,并且具有结构简单、工作可靠、维修方便等特点,在小动力农机具及越野车辆上具有良好的应用前景.阐述了弹性地轮的系列形成及结构特点,并对弹性地轮的行走阻力进... 辐爪状弹性地轮在沙漠、松软地面和水田沼泽地上行走时具有良好的力学性能,并且具有结构简单、工作可靠、维修方便等特点,在小动力农机具及越野车辆上具有良好的应用前景.阐述了弹性地轮的系列形成及结构特点,并对弹性地轮的行走阻力进行了理论分析,得到了减小地轮行走阻力的方法以及行走阻力的极小值R_(x min)和取得极值的条件,为弹性地轮的推广应用提供了参考依据. 展开更多
关键词 弹性地轮 行走阻力 辐爪
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用加劲肋加强的四边简支矩形板屈曲 被引量：1
9
作者 李华 赵永刚 +1 位作者 吴高都 魏丽婷 《科学技术与工程》 2010年第18期4530-4533,4557,共5页
研究了用加劲肋加强的板的局部屈曲。用能量法求解双向均匀受压和受剪的,加劲肋加强的四边简支矩形板的稳定性问题,讨论了加劲肋对屈曲荷载的影响。
关键词 简支矩形板 能量法 局部屈曲 加劲肋
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材料属性温度相关变厚度FGM圆板自由振动DQM求解 被引量：3
10
作者 李清禄 王文涛 杨静宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期218-224,共7页
基于一阶剪切理论和哈密顿原理,研究了功能梯度材料(FGM)变厚度圆板在热环境中的自由振动问题。假设材料性质沿厚度幂指数连续变化且材料属性与温度相关,推导了问题的运动微分方程。用微分求积法(DQM)计算了变厚度FGM圆板横向振动的无... 基于一阶剪切理论和哈密顿原理,研究了功能梯度材料(FGM)变厚度圆板在热环境中的自由振动问题。假设材料性质沿厚度幂指数连续变化且材料属性与温度相关,推导了问题的运动微分方程。用微分求积法(DQM)计算了变厚度FGM圆板横向振动的无量纲频率,并与各向同性等厚度圆板的固有频率进行了比较。讨论不同均匀和非均匀温度场、材料梯度变化、厚度系数变化以及不同边界条件对FGM圆板固有频率的影响。 展开更多
关键词 功能梯度材料 变厚度圆板 温度相关 自由振动 频率 微分求积法
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