湿-热-机耦合作用下多孔功能梯度梁的振动及屈曲特性

作者:蒲育; 周凤玺

摘要:采用一种拓展的n阶广义梁理论(GBT),研究了轴向机械载荷作用下多孔功能梯度材料(FGM)梁在湿热环境中的振动及屈曲特性。考虑了材料的物性随温度变化,湿-热沿梁厚按三种不同类型分布,采用含孔隙率的修正Voigt混合率模型描述多孔功能梯度梁的材料属性,在宏-细观力学模型框架下应用Hamilton原理统一建立了系统的自由振动及屈曲方程,采用Navier法求解FGM简支梁的静动态响应。通过算例验证并讨论了GBT阶数n的理想取值,可用于丰富梁理论。探讨了湿热效应、湿-热-机耦合、孔隙率、材料梯度指标、跨厚比对FGM梁振动及屈曲特性的影响。结果表明:湿-热加剧降低了FGM梁的频率和临界载荷,且不同类型的湿热分布对其减小程度有显著差异;随着孔隙率增大,梁结构的整体刚度虽有所弱化,但在湿热环境中频率反而增大,稳定性增强;湿-热效应对多孔FGM细长梁频率和稳定性影响十分显著,但对短粗梁的影响比较有限。

分类:
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关键词:
  • 多孔功能梯度材料梁
  • n阶广义梁理论
  • 耦合
  • 振动
  • 屈曲

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期刊名称:复合材料学报

期刊级别:北大期刊

期刊人气:2095

杂志介绍:
主管单位:工业与信息化部
主办单位:北京航空航天大学;中国复合材料学会
出版地方:北京
快捷分类:科学
国际刊号:1000-3851
国内刊号:11-1801/TB
邮发代号:80-413
创刊时间:1984
发行周期:月刊
期刊开本:B5
下单时间:1-3个月
复合影响因子:1.28
综合影响因子:1.43