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功能梯度石墨烯增强复合板的自由振动分析 被引量：3
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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基于MK和TSDT的功能梯度石墨烯增强复合材料板屈曲分析
2
作者 陈卫 方耀楚 彭林欣 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期213-224,共12页
针对功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GRC)板屈曲行为问题,提出一种含7个自由度变量改进Reddy型三阶剪切变形理论(TSDT)和移动克里金(MK)插值的无网格模型.该模型不但能避免无网格法中第二类边界条件难以施加的问题,且不需人工引入剪切... 针对功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GRC)板屈曲行为问题,提出一种含7个自由度变量改进Reddy型三阶剪切变形理论(TSDT)和移动克里金(MK)插值的无网格模型.该模型不但能避免无网格法中第二类边界条件难以施加的问题,且不需人工引入剪切修正因子,适用于薄/中厚/厚板问题,同时具有较高的计算精度.通过Halpin-Tsai模型来预测FG-GRC板的有效杨氏模量,并根据混合定律来确定其有效泊松比.利用最小势能原理推导了含7个未知量FG-GRC板屈曲的无网格控制方程.通过与文献结果对比验证了方法的收敛性及有效性.数值结果表明:当FG-GRC板的总层数NL小于10~15时,FG-O和FG-X型的FG-GRC板临界屈曲荷载变化率较为剧烈,说明该阶段相较于环氧树脂板,GPLs增强板的刚度降低(或增加)较快;当FG-GRC板的总层数NL>10~15时,临界屈曲荷载变化率较为平缓;随着GPLs的长厚比l_(GPL)/hGPL增加到1000左右,FG-GRC板临界屈曲荷载急剧增加.当GPLs的长厚比l_(GPL)/hGPL增加到2000以上时,FG-GRC板临界屈曲荷载趋向于稳定且GPLs的长宽比l_(GPL)/wGPL和长厚比l_(GPL)/hGPL对FG-GRC板临界屈曲荷载影响不再明显. 展开更多
关键词 功能梯度石墨烯增强复合材料板 改进Reddy型三阶剪切变形理论 移动克里金 临界屈曲荷载
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