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多层石墨烯板增强功能梯度翼状板的非线性稳定性。 (英语) Zbl 1500.74028号

摘要:本研究研究研究了由功能梯度(FG)多层石墨烯片增强聚合物复合材料(GPL-RPC)制成的类翼板、锥形板和斜板的非线性面板颤振和颤振后行为。利用倾斜和锥形两种几何非均匀性,报道了功能梯度GPL-RPC板的颤振边界、极限环振动和分岔图。假定石墨烯-血小板(GPL)纳米填料在基体和厚度方向上均匀或不均匀分散。考虑了UD、FG-O、FG-X和FG-A的所有GPL分布模式。利用改进的Halpin-Tsai微观力学模型和混合规则确定GPL-RPC层的有效材料特性。为了获得非均匀板的非线性数学模型,采用了Von-Karman运动应变描述以及虚功原理和Hamilton表达式。为了推广结构模型,使用了一阶剪切变形理论(FSDT)。公认的一阶活塞理论也用于解释气动载荷描述。最后,通过广义微分求积法(GDQM)将控制运动微分方程投影到其等效代数表示,然后使用Newmark的平均加速度方案进行时间积分。当前研究的目标是找出GPL重量分数如何影响FG-GPL-RPC悬臂板在几种拟议分布模式下的颤振失稳裕度和颤振后行为。

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74H55型 固体力学中动力学问题的稳定性
74K20型 盘子
74E30型 复合材料和混合物特性
74M25型 固体微观力学
74S99型 固体力学中的数值方法和其他方法
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参考文献:

[1] Zhao,S.、Zhao、Z.、Yang,Z.、Ke,L.、Kitipornchai,S.和Yang,J.:功能梯度石墨烯增强复合结构:综述。工程结构。210, 110339 (2020)
[2] Kim,H。;阿卜杜拉,AA;Macosko,CW,石墨烯/聚合物纳米复合材料,大分子,43,16,6515-6530(2010)
[3] Esawi,A.M.、Farag,M.M.:碳纳米管增强复合材料:潜在和当前挑战。马特。设计。28(9), 2394-2401 (2007)
[4] Liew,K。;雷,Z。;张磊,功能梯度碳纳米管增强复合材料的力学分析:综述,合著。结构。,120, 90-97 (2015)
[5] 戈洛米,R。;Ansari,R.,功能梯度多层石墨烯板增强聚合物复合矩形板的大挠度几何非线性分析,Compos。结构。,180, 760-771 (2017)
[6] 马萨诸塞州拉菲;Rafiee,J。;王,Z。;宋,H。;Yu,ZZ;Koratkar,N.,低石墨烯含量下纳米复合材料的增强机械性能,ACS Nano,3,12,3884-3890(2009)
[7] 泰国,CH;费雷拉,A。;Tran,T。;Phung-Van,P.,使用NURBS公式对多层功能梯度石墨烯纳米板增强复合板的自由振动、屈曲和弯曲分析,Compos。结构。,220, 749-759 (2019)
[8] Liu,J.,Khan,U.,Coleman,J.、Fernandez,B.、Rodriguez,P.、Naher,S.等:氧化石墨烯和石墨烯纳米片增强铝基复合材料:粉末合成和制备的复合材料特性。马特。设计。94, 87-94 (2016)
[9] 林,F。;Xiang,Y。;Shen,HS,石墨烯增强聚合物纳米复合材料的温度相关机械性能——分子动力学模拟,Compos。B工程,111,261-269(2017)
[10] 海达菲,M。;沙里亚蒂,M。;Eipakchi,H.,石墨烯增强聚合物纳米复合材料拉伸行为的实验和分析研究,Mech。高级主管。结构。,27, 24, 2090-2099 (2020)
[11] 龚,L。;Young,RJ;爱荷华州金洛克;里亚兹,I。;贾利勒,R。;Novoselov,KS,《石墨烯优化聚合物基纳米复合材料的增强》,ACS Nano,6,3,2086-2095(2012)
[12] Garcia-Macias,E.,Rodriguez-Tenbleque,L.,Saez,A.:功能梯度石墨烯与碳纳米管增强复合板的弯曲和自由振动分析。作曲。结构。186, 123-138 (2018)
[13] 宋,M。;杨,J。;Kitipornchai,S.,石墨烯纳米板增强功能梯度聚合物复合板的弯曲和屈曲分析,合成。B工程,134106-113(2018)
[14] 沈,HS;林,F。;Xiang,Y.,基于弹性地基的功能梯度石墨增强复合材料层合梁的非线性弯曲和热后屈曲,工程结构。,14089-97(2017)
[15] 巴拉蒂,MR;Zenkour,AM,《含孔隙和几何缺陷的精细剪切变形石墨烯板加固梁的屈曲后分析》,Compos。结构。,181, 194-202 (2017)
[16] Wang,A.,Chen,H.,Hao,Y.,Zhang,W.:石墨烯纳米板增强的功能梯度纳米复合材料双曲扁壳的振动和弯曲行为。结果物理。9, 550-559 (2018)
[17] Kitipornchai,S.,Chen,D.,Yang,J.:石墨烯板增强功能梯度多孔梁的自由振动和弹性屈曲。马特。设计。116, 656-665 (2017)
[18] Anirudh,B。;Ganapathi,M。;阿南特,C。;Polit,O.,利用高阶结构理论,通过有限元方法对多孔石墨烯增强曲梁进行综合分析:弯曲、振动和屈曲,Compos。结构。,222 (2019)
[19] 沈,HS;Xiang,Y。;林,F。;Hui,D.,功能梯度石墨增强复合材料层合板在热环境中的屈曲和后屈曲,Compos。B工程,11967-78(2017)·兹比尔1439.74140
[20] 沈,HS;Xiang,Y。;Lin,F.,功能梯度石墨增强复合材料层合板在热环境中的非线性振动,计算。方法应用。机械。工程,319175-193(2017)·Zbl 1439.74140号
[21] Wu,H.,Kitipornchai,S.,Yang,J.:功能梯度石墨烯纳米复合板的热屈曲和后屈曲。马特。设计。132, 430-441 (2017)
[22] 宋,M。;Kitipornchai,S。;Yang,J.,石墨烯纳米板增强的功能梯度聚合物复合板的自由和受迫振动,Compos。结构。,159, 579-588 (2017)
[23] 宋,M。;杨,J。;Kitipornchai,S。;Zhu,W.,双轴压缩功能梯度多层石墨烯纳米片增强聚合物复合板的屈曲和后屈曲,Int.J.Mech。科学。,131, 345-355 (2017)
[24] Thang,PT;Nguyen,TT;Lee,J.,不完全功能梯度碳纳米管增强复合材料板非线性屈曲分析的新方法,Compos。B工程,127166-174(2017)
[25] Reddy,RMR;Karunasena,W。;Lokuge,W.,具有不同边界条件的功能梯度GPL增强复合板的自由振动,Aerosp。科学。技术。,78, 147-156 (2018)
[26] 郭,H。;曹,S。;Yang,T。;Chen,Y.,用无元素IMLS-Ritz方法研究石墨烯纳米板增强的层压复合四边形板的振动,国际力学杂志。科学。,142610-621(2018)
[27] 戈洛米,R。;Ansari,R.,三阶剪切可变形功能梯度石墨烯板增强复合矩形板的非线性简谐激励振动,工程结构。,156, 197-209 (2018)
[28] 阿雷菲,M。;比多利,EMR;迪米特里,R。;Tornabene,F.,用石墨烯纳米板增强的功能梯度聚合物复合纳米板的自由振动,Aerosp。科学。技术。,81, 108-117 (2018)
[29] 丛,PH;Duc,ND,研究热环境下粘弹性Pasternak介质上功能梯度多层石墨烯纳米复合板非线性动态响应和振动的新方法,机械学报。,229, 9, 3651-3670 (2018) ·Zbl 1398.74138号
[30] 泰国,CH;费雷拉,A。;Phung-Van,P.,基于修正应变梯度理论的多层功能梯度GPLRC微板的尺寸相关自由振动分析,Compos。B工程,169174-188(2019)
[31] 杨,J。;Huang,XL,热环境中具有一般缺陷的功能梯度板的非线性瞬态响应,计算。方法应用。机械。工程,196,25-28,2619-2630(2007)·Zbl 1173.74354号
[32] 布里谢托,S。;Leetsch,R。;Carrera,E。;Wallmersperger,T。;Kröplin,B.,功能梯度板的热机械弯曲,J.Therm。压力,31,3,286-308(2008)
[33] 宋,KJ;Kim,JH,超音速流下功能梯度板的非线性热颤振,合成。结构。,88, 3, 380-387 (2009)
[34] 纳瓦齐,H。;Haddadpour,H.,功能梯度板非线性气动热弹性行为的参数研究,国际结构杂志。刺伤。动态。,98285-305(2009年)·Zbl 1271.74068号
[35] 纳瓦齐,H。;Haddadpour,H.,使用耦合模型对超声速气流中均质和功能梯度板进行非线性气动热弹性分析,Compos。结构。,93, 10, 2554-2565 (2011)
[36] 范,Y。;Wang,H.,热环境下含碳纳米管增强复合材料层的基体开裂混合层合板的非线性弯曲和后屈曲分析,Compos。B工程,86,1-16(2016)
[37] Dowell,EH,颤振板的非线性振动,AIAA J.,4,7,1267-1275(1966)
[38] Dowell,E.H.:面板颤振——板壳气动弹性稳定性综述。美国汽车协会J.8(3),385-399(1970)
[39] Dowell,E.H.:《板壳的气动弹性》,第1卷。施普林格科学与商业媒体(1974)·Zbl 0306.73039号
[40] Bisplinghoff,R.L.,Ashley,H.,Halfman,R.L.:气动弹性。Courier Corporation(2013年)
[41] Paidoussis,M.P.:《流体-结构相互作用:细长结构和轴向流》,第1卷。学术出版社(1998)
[42] Mei,C.,Abdel-Motagaly,K.,Chen,R.:超音速和高超音速下非线性面板颤振综述(1999)
[43] 绍,LC;Lu,LT,二维简支对称复合材料层合板的非线性颤振,J.Aircr。,29, 1, 140-145 (1992)
[44] Pourtakdoust,S。;Fazelzadeh,S.,超音速流中非线性粘弹性壁板颤振的混沌分析,非线性动力学。,32, 4, 387-404 (2003) ·Zbl 1081.74512号
[45] Fung,C.P.,Chen,C.S.:功能梯度板非线性振动中的缺陷敏感性。欧洲机械工程师协会。A固体25(3),425-436(2006)·兹比尔1111.74020
[46] 陈,CS;Tan,AH,初始应力功能梯度板非线性振动中的缺陷敏感性,Compos。结构。,78, 4, 529-536 (2007)
[47] 谢,D。;徐,M。;戴,H。;Dowell,EH,超音速流中悬臂板混沌的观测和演化,J.流体结构。,50, 271-291 (2014)
[48] 塞迪,AR;巴哈迪尼,R。;Majidi-Mozafari,K.,关于石墨烯板增强多孔板在空气动力学载荷下的振动和稳定性分析,Compos。B工程,164778-799(2019)
[49] Aditya,S。;哈布西,M。;Shubhendu,S。;Ganapathi,M。;Polit,O.,使用精确的剪切变形有限元程序Compos.对石墨烯板加固多孔2D曲面板的超声颤振研究。结构。,241 (2020)
[50] Ganapathi,M。;Aditya,S。;Shubhendu,S。;政治,O。;Zineb,TB,多孔二维曲面板的非线性超声速颤振研究,包括使用三角剪切变形有限元的石墨烯板增强效应,国际非线性力学杂志。,125 (2020)
[51] 田伟。;杨,Z。;顾,Y。;王欣,高超声速梯形机翼非线性气动弹性特性分析,非线性动力学。,891205-1232(2017)
[52] Farsadi,T.、Rahmanian,M.、Kurtaran,H.:功能梯度倾斜和锥形翼板的非线性分析,包括孔隙率:分叉研究。薄壁结构。160, 107341 (2021)
[53] Farsadi,T。;阿萨迪,D。;Kurtaran,H.,复合材料板应用曲线纤维路径的非线性颤振响应,机械学报。,231, 2, 715-731 (2020)
[54] Farsadi,T。;阿萨迪,D。;Kurtaran,H.,变刚度复合斜板的基频优化,力学学报。,232, 2, 555-573 (2021) ·Zbl 1482.74060号
[55] 拉赫马尼安,M。;Firouz-Abadi,R。;Cigeroglu,E.,在一般边界条件下输送亚音速可压缩流体的圆锥/圆柱壳的动力学和稳定性,国际力学杂志。科学。,120,42-61(2017)
[56] Ashley,H.,Zartarian,G.:活塞理论——气动弹性学家的一种新的空气动力学工具。J.航天员。科学。23(12), 1109-1118 (1956)
[57] Kurtaran,H.,用广义微分求积法对功能梯度深曲梁进行大位移静态和瞬态分析,Compos。结构。,131, 821-831 (2015)
[58] Abdel-Motagaly,K。;郭,X。;段,B。;Mei,C.,偏航超音速流下非线性壁板颤振的主动控制,AIAA J.,43,3,671-680(2005)
[59] 道尔,E。;J.爱德华兹。;Strganac,T.,非线性气动弹性,J.Aircr。,40, 5, 857-874 (2003)
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