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埃桑·阿拉哈里;马苏德·阿斯加里

考虑表面效应的双层石墨烯纳米片在弹性介质中的热机械振动；发展了非局部三阶剪切变形理论。 （英语） Zbl 1472.74080号

欧洲力学杂志。，A、 固体 75, 307-321 (2019).
摘要：由于双层石墨烯板（DLGS）在纳米器件中应用的优越机械性能，了解此类结构元件的机械响应和稳定性是必不可少的。本文提出了一种改进的非局部连续介质模型，以考虑表面能效应并评估纳米结构的尺寸依赖性机械响应。此外，采用有效的非局部三阶剪切变形板理论（TSDT）分析了弹性介质中DLGS的振动行为。介绍了一种确定DLGS固有频率的分析方法，并通过比较文献中发现的一些简单问题的结果，验证了该问题的精确解。根据这些结果，与其他常见理论相比，所发展的理论预测基本固有频率更加准确。此外，还对DLGS的尺寸相关固有频率给出了全面的数值结果。研究了表面效应、小尺度系数、内部弹簧刚度、外部基础参数、温度变化以及纳米片的不同尺寸对同相和反相振动模式频率的影响。

引用于三文件

MSC公司：

74小时45 固体力学动力学问题中的振动
74M25型 固体微观力学
74F05型 固体力学中的热效应
74小时05 固体力学中动力学问题的显式解

关键词：

固有频率;尺寸效应;同相振动模式;反相振动模式;精确解析解
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{E.Allahayari}和\textit{M.Asgari}，《欧洲医学杂志》。，A、 固体75，307--321（2019；Zbl 1472.74080）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 阿拉赫亚里，E。；Fadaee，M.，《圆形双层石墨烯板自由振动的分析研究，包括几何缺陷和表面效应》，Compos。工程学士，85，259-267（2015）
[2] Altenbach，H。；埃雷梅耶夫，V.A。；Morozov，N.F.，《考虑表面效应的材料力学性能》，（IUTAM纳米材料和异质结构力学中的表面效应研讨会（2013），施普林格荷兰：施普林格荷属多德雷赫特），105-115
[3] 安萨里，R。；Ghoma，R.，碳纳米管增强的三阶剪切变形功能梯度纳米复合材料矩形板的非线性主共振，Compos。结构。，154, 707-723 (2016)
[4] 安萨里，R。；Sahmani，S.，纳米板自由振动行为的表面应力效应，国际工程科学杂志。，49, 1204-1215 (2011) ·Zbl 1423.74532号
[5] 安萨里，R。；Sahmani，S.，纳米梁的弯曲行为和屈曲，包括与不同梁理论相对应的表面应力效应，国际工程科学杂志。，49, 1244-1255 (2011)
[6] 阿塞米·S·R。；Farajpour，A。；Borghei，M。；Hassani，A.H.，《通过非局部连续介质力学对圆形石墨烯片稳定性的热效应》，《拉丁美洲固体杂志》。结构。，11, 704-724 (2014)
[7] Assadi，A.，考虑表面效应的纳米板的尺寸依赖性强迫振动，Appl。数学。型号。，37, 3575-3588 (2013) ·Zbl 1351.74038号
[8] Barati，M.R。；Shahverdi，H.，双层多相多孔纳米晶硅纳米板系统的动力学建模和振动分析，Eur.J.Mech。A固体。，66, 256-268 (2017) ·兹比尔1406.74282
[9] Behfar，K。；Naghdabadi，R.，《嵌入弹性介质中的多层石墨烯板的纳米振动分析》，Compos。科学。技术。，65, 1159-1164 (2005)
[10] Bui，T.Q。；Do，T.Van；吨，L.H.T。；Doan，D.H。；田中，S。；Pham，D.T。；Nguyen-Van，T.-A。；Yu，T。；Hirose，S.，《利用有限元法和新的三阶剪切变形板理论对加热功能梯度板进行高温力学行为分析》，Compose。B工程，92218-241（2016）
[11] 邦奇，J.S。；Van Der Zande，A.M。；Verbridge，S.S。；I.W.弗兰克。；Tanenbaum，D.M。；帕皮亚，J.M。；Craighead，H.G。；McEuen，P.L.，石墨烯板的机电共振器，《科学》，315490-493（2007）
[12] 钱德拉，Y。；乔杜里，R。；斯卡帕，F。；Adhikaricor，S.，双层石墨烯片的振动特性，固体薄膜，519，6026-6032（2011）
[13] 郑，Z。；廖，R。；Lu，W.，通过傅立叶表示的表面应力集中因子及其在机械加工表面中的应用，Int.J.Solids Struct。，113-114, 108-117 (2017)
[14] 易卜拉希米，F。；Salari，E.，热环境中功能梯度纳米梁的非局部热机械振动分析，《宇航员学报》。，113, 29-50 (2015)
[15] 易卜拉希米，F。；Salari，E.，基于高阶剪切变形梁理论的弹性介质中嵌入的单壁碳纳米管的热机械振动分析，J.Mech。科学。技术。，29, 3797-3803 (2015)
[16] Eringen，A.C.，《非局部连续体场理论》（2002），Springer Science&Business Media·Zbl 1023.74003号
[17] Farajpour，A。；Dehghany，M。；Shahidi，A.R.，热环境中圆形石墨烯片轴对称屈曲的表面和非局部效应，Compos。B工程，50333-343（2013）
[18] 菲利波尼，L。；萨瑟兰，D。；I.N.中心，纳米科学和纳米技术简介，纳米科学与纳米技术教师培训工具包，1-29（2010）
[19] Fu，Y。；Zhang，J.，结合表面能的电致纳米梁中的尺寸依赖性拉入现象，应用。数学。型号。，35, 941-951 (2011)
[20] Ghorbanpour Arani，A。；Maboudi，M.J。；Kolahchi，R.，粘弹性耦合DLAGS系统的非线性振动分析，欧洲力学杂志。A固体。，45, 185-197 (2014) ·Zbl 1406.74054号
[21] Gurtin，M。；伊恩·默多克，A.，《弹性材料表面的连续理论》，Arch。定额。机械。分析。，57, 291-323 (1975) ·Zbl 0326.73001号
[22] Gurtin，M。；Murdoch，A.I.，我们的论文《弹性材料表面的连续体理论》的补遗，Arch。定额。机械。分析。，59, 389-390 (1975) ·Zbl 0349.73008号
[23] Gurtin，M.E。；Ian Murdoch，A.，《固体表面应力》，《国际固体结构杂志》。，14, 431-440 (1978) ·Zbl 0377.73001号
[24] Hashemi，S.H。；Mehrabani，H。；Ahmadi-Savadkoohi，A.，粘性Pasternak介质耦合双粘弹性石墨烯片自由振动的精确解，Compos。B工程，78，377-383（2015）
[25] Hosseini-Hashemi，S。；Fadaee，M。；Rokni Damavandi Taher，H.，通过三阶剪切变形板理论求解Lévy型矩形厚板自由弯曲振动的精确解，应用。数学。型号。，35, 708-727 (2011) ·Zbl 1205.74063号
[26] Hosseini-Hashemi，S。；科尔马贾尼，M。；Nazemnezhad，R.，《使用非局部三阶剪切变形板理论对矩形纳米板的屈曲和自由振动的分析研究》，Eur.J.Mech。A固体。，51, 29-43 (2015) ·Zbl 1406.74247号
[27] 贾马尔普尔，A。；Ahmadi-Savadkoohi，A。；侯赛尼，M。；Hosseini-Hashemi，S.，通过非局部弹性理论对由粘-帕斯特纳克介质耦合的双磁电弹性纳米板系统的自由振动和双轴屈曲分析，Eur.J.Mech。A固体。，63, 84-98 (2017) ·Zbl 1406.74249号
[28] Jamalpoor，A。；Hosseini，M.，基于应变梯度理论的包含平面内磁场的双正交各向异性微板系统的双轴屈曲分析，Compos。工程学士，75，53-64（2015）
[29] 乔梅赫扎德，E。；Saidi，A.R。；Pugno，N.M.，嵌入非线性聚合物基质的双层石墨烯的大振幅振动，Phys。E低直径。系统。纳米结构。，44, 1973-1982 (2012)
[30] Kitipornchai，S。；何小强。；Liew，K.M.，多层石墨烯板振动的连续模型，物理。B版，72（2005），075443
[31] Lee，C。；魏，X。；Kysar，J.W。；Hone，J.，单层石墨烯弹性特性和固有强度的测量，《科学》，321385-388（2008）
[32] Lee，C。；魏，X。；李强。；卡皮克，R。；Kysar，J.W。；Hone，J.，石墨烯的弹性和摩擦特性，物理。Status Solidi，24622562-2567（2009年）
[33] Lee，J.-U。；Yoon，D。；Cheong，H.，通过拉曼光谱估算石墨烯的杨氏模量，纳米Lett。，12, 4444-4448 (2012)
[34] Liew，K.M。；Zhang，Y。；Zhang，L.W.，石墨烯建模与仿真的非局部弹性理论：前景与挑战，《力学与材料建模杂志》，1（2017）
[35] Malikan，M.，基于简化一阶剪切变形理论的修正偶应力理论压电纳米板的机电剪切屈曲，应用。数学。型号。，48, 196-207 (2017) ·Zbl 1480.74086号
[36] Mirkalantari，S.A。；哈希米安，M。；埃夫特哈里，S.A。；Toghraie，D.，基于考虑表面应力效应的应变梯度理论的矩形纳米板拉入不稳定性分析，Phys。B空调。Matter，519，1-14（2017）
[37] 穆洛迪，S。；Khojasteh，J。；Salehi，M。；Mohebbi，S.，《通过考虑表面效应和界面区域对多晶纳米板的尺寸依赖性自由振动分析》，《国际力学杂志》。科学。，85, 160-167 (2014)
[38] Murmu，T。；Adhikari，S.，键合双纳米板系统的非局部振动，Compos。B工程，421901-1911（2011）
[39] Neek Amal先生。；Peeters，F.M.，《屈曲圆形单层石墨烯：石墨烯纳米球》，J.Phys。冷凝水。Matter，2345002（2010）
[40] Paquet，C。；Kumacheva，E.，《用于光子学的纳米结构聚合物》，马特。今天，11，48-56（2008）
[41] 波茨，J.R。；Dreyer，D.R。；比拉夫斯基，C.W。；Ruoff，R.S.，石墨烯基聚合物纳米复合材料，聚合物，52，5-25（2011）
[42] Pouresmaeeli，S。；Fazelzadeh，S.A。；Ghavanloo，E.，嵌入弹性介质中的双正交各向异性纳米板非局部振动的精确解，Compos。B工程，43，3384-3390（2012）
[43] Prasanna Kumar，T.J。；纳伦达尔，S。；Gupta，B.L.V.S。；Gopalakrishnan，S.，《基于非局部连续介质力学的弹性介质中嵌入双层石墨烯的热振动分析》，《国际纳米尺寸杂志》。（IJND），4，29-49（2013）
[44] Radić，N。；Jeremić，D.，不同边界条件下湿热载荷下正交异性双层石墨烯板振动和屈曲的综合研究，Compos。B工程，128，182-199（2017）
[45] Radić，N。；Jeremić，D.，嵌入弹性介质中的双层石墨烯板的热屈曲，采用非局部新一阶剪切变形理论，Compos。B工程，97，201-215（2016）
[46] Rafiee，M.A.，石墨基复合材料（2011年）
[47] Raghu，P。；Preethi，K。；拉贾戈帕尔，A。；Reddy，J.N.，考虑表面应力效应的层合板分析的非局部三阶剪切变形理论，Compos。结构。，139, 13-29 (2016)
[48] Reddy，J.N.，《应用力学中的能量原理和变分方法》（2017），John Wiley&Sons：John Willey&Sons Incorporated
[49] Reddy，J.N.，《弹性板壳理论与分析》（2006），CRC出版社
[50] Reddy，J.N.，《功能梯度板的分析》，国际数值杂志。方法工程，47，663-684（2000）·Zbl 0970.74041号
[51] Reddy，J.N.，《层压复合板力学-理论与分析》（1997年），CRC出版社：佛罗里达州博卡拉顿CRC出版社，1997年·Zbl 0899.73002号
[52] Reddy，J.N.，具有横向剪切变形的板的精细非线性理论，Int.J.Solids Struct。，20, 881-896 (1984) ·Zbl 0556.73064号
[53] Reddy，J.N。；Phan，N.D.，《根据高阶剪切变形理论的各向同性、正交异性和层合板的稳定性和振动》，J.Sound Vib。，98, 157-170 (1985) ·Zbl 0558.73031号
[54] Sahmani，S。；巴赫拉米，M。；Ansari，R.，《含几何非线性的后屈曲圆形高阶剪切变形纳米板自由振动行为的表面效应》，Acta Astronaut。，105, 417-427 (2014)
[55] 萨维，Z。；Asgari，M。；Shariyat，M。；Googarchin，H.S.，描述BN纳米片由于空位缺陷影响的弹性特性和屈曲载荷的显式表达式，超晶格。Microst.公司。，88, 668-678 (2015)
[56] 谢丁，F。；盖姆，A.K。；莫罗佐夫，S.V。；Hill，E.W。；布莱克，P。；M.I.Katsnelson。；Novoselov，K.S.，《石墨烯上吸附的单个气体分子的检测》，自然材料。，6, 652-655 (2007)
[57] Shaat，M。；马哈茂德，F.F。；高，X.-L。；Faheem，A.F.，基于修正的耦合应力理论（包括表面效应）的Kirchhoff纳米镀层的尺寸依赖性弯曲分析，Int.J.Mech。科学。，79, 31-37 (2014)
[58] Shariyat，M。；萨维，Z。；Asgari，M.，基于单元的三维分子力学分析，用于纳米板的屈曲载荷、有效弹性和泊松比测定，Mol.Simulat。，7022, 1-17 (2015)
[59] 沈海生。；Xu，Y.-M。；Zhang，C.-L.，通过分子动力学模拟和非局部弹性预测双层石墨烯板在热环境中的非线性振动，计算。方法应用。机械。工程，267，458-470（2013）·Zbl 1286.74043号
[60] Shen，L.E。；沈海生。；Zhang，C.-L.，单层石墨烯板在热环境中非线性振动的非局部板模型，计算。马特。科学。，48, 680-685 (2010)
[61] 史建新。；倪，Q.-Q。；雷，X.-W。；Natsuki，T.，使用圆形双层石墨烯板对纳米机械系统谐振器进行非局部振动分析，应用。物理。A、 115、213-219（2014）
[62] Shokrieh，M.M。；Nouri Parkestani，A.，基于三阶剪切变形理论的浅复合材料壳体后屈曲分析，Aero。科学。技术。，66, 332-341 (2017)
[63] Sobhy，M.，使用双变量板理论嵌入弹性介质中的正交异性双层石墨烯板的湿热振动，应用。数学。型号。，40, 85-99 (2016) ·Zbl 1443.74108号
[64] 斯里尼瓦斯，S。；Rao，C.V.J。；Rao，A.K.，简单支承均质和叠层厚矩形板振动的精确分析，J.Sound Vib。，12, 187-199 (1970) ·Zbl 0212.57801号
[65] 孙春秋。；Tay，B.K。；曾晓东。；李，S。；Chen，T.P。；周J.I。；Bai，H.L。；Jiang，E.Y.，纳米固体形状和尺寸相关性的键序-键长-键强度（Bond-OLS）关联机制，J.Phys。冷凝水。Matter，147781（2002）
[66] Talebitoti，R.（塔列比托蒂，R.）。；Zarastvand，M.R。；Gheibi，M.R.，亚音速流存在下采用三阶剪切变形理论通过层压复合材料圆柱壳的声传输，Compos。结构。，157, 95-110 (2016)
[67] Tsoukleri，G。；帕提尼奥斯，J。；Papagelis，K。；贾利勒，R。；法拉利公司。；盖姆，A.K。；诺沃谢洛夫，K.S。；Galiotis，C.，《石墨烯单层受到拉伸和压缩》，Small，52397-2402（2009）
[68] Van Do，T。；Nguyen，D.K。；杜克，N.D。；Doan，D.H。；Bui，T.Q.，双向功能梯度板的有限元分析和新的三阶剪切变形板理论，薄壁结构。，119, 687-699 (2017)
[69] 王，M。；严，C。；Ma，L.，石墨烯纳米复合材料（2012），InTech
[70] 王，Q。；Wang，C.M.，碳纳米管建模的非局部连续介质力学的本构关系和小尺度参数，纳米技术，1875702（2007）
[71] 王义忠。；李，F.-M。；Kishimoto，K.，小尺度双层纳米板振动特性的热效应，合成。工程学士，42，1311-1317（2011）
[72] Xu，Y.-M。；沈海生。；Zhang，C.-L.，热环境中承受横向载荷的双层石墨烯板非线性弯曲的非局部板模型，Compos。结构。，98, 294-302 (2013)
[73] 张立伟。；Zhang，Y。；Liew，K.M.，基于非局部弹性理论的无网格方法对石墨烯薄板非线性振动建模，应用。数学。型号。，49, 691-704 (2017) ·Zbl 1480.74139号
[74] 张立伟。；Zhang，Y。；Liew，K.M.，基于非局部弹性理论的四边形石墨烯板在面内磁场作用下的振动分析，Compos。B工程，11896-103（2017）
[75] Zhang，Y。；雷，Z.X。；张立伟。；刘，K.M。；Yu，J.L.，基于无单元kp-Ritz方法的单层石墨烯薄板振动的非局部连续模型，工程分析。已绑定。元素。，56, 90-97 (2015) ·Zbl 1403.74332号
[76] Zhang，Y。；张立伟。；Liew，K.-M。；Yu，J.L.，使用kp-Ritz方法和非局部弹性理论对单层石墨烯薄板的瞬态分析，应用。数学。计算。，258, 489-501 (2015) ·Zbl 1338.74106号
[77] Zhang，Y。；张立伟。；Liew，K.M。；Yu，J.L.，基于kp-Ritz方法和非局部弹性理论的弹性介质中石墨烯板的屈曲分析，《工程分析》。已绑定。元素。，70, 31-39 (2016) ·Zbl 1403.74036号
[78] Zhang，Y。；张立伟。；Liew，K.M。；Yu，J.L.，双层石墨烯板在面内磁场作用下的自由振动分析，合成。结构。，144, 86-95 (2016)
[79] Zhang，Y。；张立伟。；Liew，K.M。；Yu，J.L.，使用kp-Ritz无单元方法进行SLGS大变形分析的非局部连续模型，国际非线性力学杂志。，79, 1-9 (2016)
[80] 周，Y。；朱，J.，用三阶剪切变形理论分析多铁性矩形板的振动和弯曲，Compos。结构。，153, 712-723 (2016)
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