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用辛叠加法求解非Lévy型功能梯度矩形板的热屈曲新解析解。 (英语) Zbl 1493.74033号

摘要:采用辛空间哈密顿体系中的辛叠加法(SSM),研究了非Lévy型功能梯度矩形板的热屈曲行为。将原问题简化为两个精化子问题,然后采用严格辛方法解析求解子问题,而不必预先确定传统半逆方法所采用的任何解形式。根据混合规则,在厚度方向上对材料的有效性能进行分级。通过引入物理中性面,消除了本构方程中的拉弯耦合效应,简化了求解过程。给出了SSM对屈曲温度和振型的综合结果,并与有限元方法和现有文献的结果进行了对比验证。研究了体积分数指数、纵横比和边界条件对屈曲温度的影响。本研究为FG矩形板的快速热屈曲分析提供了强有力的理论工具,所得解析解可能有助于验证其他方法的准确性。

MSC公司:

74G60型 分叉和屈曲
74K25型 外壳
74F05型 固体力学中的热效应
74S99型 固体力学中的数值方法和其他方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 丛,PH;Chien,TM;科阿,ND;Duc,ND,使用Reddy HSDT的多孔FGM板的非线性热机械屈曲和后屈曲响应,Aerosp。科学。技术。,77, 419-428 (2018) ·doi:10.1016/j.ast.2018.03.020
[2] Swaminathan,K。;Sangeetha,DM,FGM板的热分析——各种建模技术和求解方法的批判性评论,Compos。结构。,160, 43-60 (2017) ·doi:10.1016/j.compstruct.2016.10.047
[3] Ziane,N。;南非迈夫塔;Ruta,G。;Tounsi,A.,多孔FGM箱梁不稳定性的热效应,工程结构。,134, 150-158 (2017) ·doi:10.1016/j.engstruct.2016.12.039
[4] Arani,A.G.,Niknejad,S.,Mihankhah,A.,Safari,I.:谐波激励和热环境下具有各种剪切变形理论的双向功能梯度梁的动态稳定性分析。J.固体力学。(2021)
[5] Arani,AG公司;Pourjamshidian,M。;阿雷菲,M。;Arani,M.,基于高阶剪切变形理论,由FG-CNTRC制成的夹层纳米梁在Pasternak地基上的热、电和机械屈曲载荷,Struct。工程机械。,69, 439-455 (2019)
[6] Demirbas,MD,使用弹性理论对具有温度相关材料特性的功能梯度板进行热应力分析,Compos。B部分工程,131100-124(2017)·doi:10.1016/j.composites.2017.08.005
[7] Thang,PT;Thoi,田纳西州;Lee,J.,具有初始几何缺陷的FG-CNTRC圆柱壳非线性屈曲分析的闭式解,Eur.J.Mech。A固体。,73, 483-491 (2019) ·Zbl 1406.74264号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2018.10.008
[8] 沙赫利安,D。;萨法珀,M。;拉希米(Rahimi,AR);Alibeigloo,A.,使用Rayleigh-Ritz方法对功能梯度石墨增强多孔圆柱壳进行屈曲分析,机械学报。,231, 1887-1920 (2020) ·Zbl 1440.74211号 ·doi:10.1007/s00707-020-02616-8
[9] 阿克巴里,M。;Kiani,Y。;Eslami,MR,具有任意边缘支撑的温度相关FGM锥壳的热屈曲,机械学报。,226, 897-915 (2015) ·Zbl 1317.74062号 ·doi:10.1007/s00707-014-1168-3
[10] Asemi,K。;Shariyat,M。;Salehi,M。;Ashrafi,H.,一个完全兼容的三维弹性单元,用于承受各种双向法向和剪切荷载组合的FGM矩形板的屈曲分析,有限。元素。分析。设计。,2013年9月21日,第74页·Zbl 1368.74057号 ·doi:10.1016/j.finel.2013.05.011
[11] O.布里哈内。;Mhada,K。;Sitli,Y.,功能梯度材料薄板在压缩载荷下稳定性分析的新有限元模型,机械学报。,231, 1587-1601 (2020) ·Zbl 1440.74196号 ·doi:10.1007/s00707-019-02609-2
[12] Natarajan,S。;费雷拉,A。;博尔达斯,S。;Carrera,E。;Cinefra,M。;Zenkour,A.,使用基于单元的平滑离散剪切间隙法的三角形单元分析功能梯度材料板,数学。问题。工程,2014(2014)·Zbl 1407.74060号 ·doi:10.1155/2014/247932
[13] 西瓦莱克。;Jalaei,MH,用离散奇异卷积法研究碳纳米管(CNT)增强复合材料斜板的屈曲,力学学报。,231, 2565-2587 (2020) ·Zbl 1436.74048号 ·doi:10.1007/s00707-020-02653-3
[14] Do,V。;Lee,CH,热环境中石墨烯片增强复合材料板屈曲和后屈曲的等几何分析,Eng.Struct。,244 (2021) ·doi:10.1016/j.engstruct.2021.112746
[15] 贾拉利,S。;Naei,M。;Poorsolhjouy,A.,使用伪谱方法对变厚度的圆形功能梯度夹层板进行热稳定性分析,Mater。设计。,31, 4755-4763 (2010) ·doi:10.1016/j.matdes.2010.05.009
[16] Do,V。;Lee,CH,使用改进的径向点插值无网格法进行FGM夹层板的热屈曲分析,Compos。结构。,177, 171-186 (2017) ·doi:10.1016/j.compstruct.2017.06.054
[17] 诺鲁齐,AR;Malekzadeh,P。;迪米特里,R。;Tornabene,F.,FG-GPLRC多孔板在面内载荷作用下振动和屈曲分析的无网格径向点插值法,工程结构。,221,1-20(2020)·doi:10.1016/j.engstruct.2020.111000
[18] X.赵。;李,YY;Liew,KM,功能梯度板的机械和热屈曲分析,Compos。结构。,90, 161-171 (2009) ·doi:10.1016/j.compstruct.2009.03.005
[19] Malekzadeh,P。;Shenas,A。;戈尔巴尼;Ziaee,S.,功能梯度三角形微孔板的热屈曲,J.Braz。Soc.机械。科学。工程师,40418(2018)·doi:10.1007/s40430-018-1339-6
[20] Malekzadeh,P.,使用微分求积法对功能梯度任意直边四边形板进行三维热屈曲分析,Compos。结构。,93, 1246-1254 (2011) ·doi:10.1016/j.compstruct.2010.10.014
[21] 塞帕希,O。;Forouzan,MR;Malekzadeh,P.,具有温度依赖材料特性的功能梯度环形板的热屈曲和后屈曲分析,Mater。设计。,32, 4030-4041 (2011) ·doi:10.1016/j.matdes.2011.03.063
[22] MH Shojaeefard;Googarchin,HS;加迪里,M。;Mahinzare,M.,《微温度相关FG多孔板:使用CPT和FSDT修正耦合应力理论进行自由振动和热屈曲分析》,应用。数学。型号。,5633-655(2017)·Zbl 1476.74034号 ·doi:10.1016/j.apm.2017.06.022
[23] Wang,J。;曹,S。;张伟,功能梯度碳纳米管增强复合材料四边形板的热振动和屈曲分析,欧洲力学杂志。A固体。,85 (2021) ·Zbl 1478.74054号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2020.104105
[24] 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) ·doi:10.1016/j.compstruct.2019.03.100
[25] 森本茂,T。;Tanigawa,Y。;Kawamura,R.,局部加热下功能梯度矩形板的热屈曲,国际力学杂志。科学。,4926-937(2006年)·Zbl 1192.74130号 ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2006.03.015
[26] Chu,F。;He,J。;Wang,L。;钟,钟,具有平面内材料不均匀性的功能梯度薄板的屈曲分析,工程分析。已绑定。元素。,65, 112-125 (2016) ·Zbl 1403.74031号 ·doi:10.1016/j.enganabound.2016.01.007
[27] 李,M。;李,X。;Che,L。;李,F。;Kang,Z.,《可拉伸电子薄膜中的非均匀整体屈曲和局部折叠》,国际力学杂志。科学。,175 (2020) ·doi:10.1016/j.ijmecsi..2020.105537文件
[28] 李,M。;Che,LX;Li,FW;关,ZQ;Kang,Z.,不纯石墨烯的非均匀自折叠,国际力学杂志。科学。,193 (2021) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2020.106158
[29] 贾瓦赫里,R。;Eslami,MR,功能梯度板的热屈曲,AIAA J.,40,162-169(2002)·Zbl 1051.74016号 ·数字对象标识代码:10.2514/2.1626
[30] 纳贾菲扎德,MM;Eslami,MR,功能梯度材料圆板的一阶理论热弹性稳定性,AIAA J.,40,1444-1450(2002)·文件编号:10.2514/21.807
[31] 纳贾菲扎德,MM;Heydari,HR,基于高阶剪切变形板理论的功能梯度圆板的热屈曲,欧洲力学杂志。A固体。,23, 1085-1100 (2004) ·Zbl 1063.74042号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2004.08.004
[32] Bouazza,M。;AM Zenkour;Benseddiq,N.,《基于小尺度效应双曲四变量精化理论的先进纳米板热屈曲分析封闭解》,机械学报。,229, 2251-2265 (2018) ·Zbl 1390.74067号 ·doi:10.1007/s00707-017-2097-8
[33] Dong,YH;Li,YH,温度相关FG矩形板在热载荷作用下弯曲、屈曲和振动的统一非线性解析解,Compos。结构。,159689-701(2017)·doi:10.1016/j.compstruct.2016.1001
[34] 穆罕默德(M.Mohammadi)。;Mohseni,E。;Moeinfar,M.,《使用高阶剪切和法向变形板理论进行不可压缩功能梯度板的弯曲、屈曲和自由振动分析》,应用。数学。型号。,69, 47-62 (2019) ·Zbl 1461.74043号 ·doi:10.1016/j.apm.2018.11.047
[35] 辛格,SJ;Harsha,SP,FGM板在均匀、线性和非线性平面内载荷下的屈曲分析,J.Mech。科学。技术。,33, 1761-1767 (2019) ·doi:10.1007/s12206-019-0328-8
[36] Arani,AG公司;Pourjamshidian,M。;Arefi,M.,基于非局部应变梯度理论和剪切变形理论的电磁热环境对夹层纳米梁波传播分析的影响,Smart。结构。系统。,20, 329-342 (2017)
[37] MH Jalaei;Arani,AG公司;Xuan,HN,《利用非局部应变梯度理论研究热场和磁场对FG Timoshenko纳米梁动态不稳定性的影响》,《国际力学杂志》。科学。,161-162 (2019) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2019.105043
[38] Naderi,A。;Saidi,AR,关于功能梯度Mindlin矩形板的预屈曲配置,Mech。Res.Commun.公司。,37, 535-538 (2010) ·兹比尔1272.74201 ·doi:10.1016/j.mechrescom.2010.07.009
[39] 张博士。;周瑜,基于物理中性面的FGM薄板理论分析,计算。马特。科学。,44, 716-720 (2009) ·doi:10.1016/j.commatsci.2008.05.016
[40] 姚,W。;钟伟。;Lim,CW,辛弹性(2009),新加坡:世界科学出版社,新加坡·Zbl 1170.74002号 ·doi:10.1142/6656
[41] 李,R。;郑,X。;Yang,Y。;黄,M。;Huang,X.,基于哈密顿系统的圆柱壳板新解析自由振动解,应用。数学。型号。,76, 900-917 (2019) ·Zbl 1481.74276号 ·doi:10.1016/j.apm.2019.07.020
[42] 徐,C。;荣,D。;Zhou,Z。;邓,Z。;Lim,CW,带角点支撑的开裂天然纤维增强复合材料板的振动和屈曲特性,工程结构。,214 (2020) ·doi:10.1016/j.engstruct.2020.110614
[43] Xu,X。;马,J。;林,CW;Chu,H.,轴向冲击下圆柱壳的动态局部和整体屈曲,工程结构。,31, 1132-1140 (2009) ·doi:10.1016/j.engstruct.2009.01.009
[44] 李,R。;王,P。;田,Y。;Wang,B.,矩形薄板静态弯曲和自由振动问题的统一解析解方法,科学。代表,517054(2015)·doi:10.1038/srep17054
[45] 李,R。;田,Y。;王,P。;Shi,Y。;Wang,B.,多点支撑矩形薄板的新的自由振动解析解,Int.J.Mech。科学。,110, 53-61 (2016) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2016.03.002
[46] 周,C。;安,DQ;周,JY;王,ZX;Li,R.,关于哈密顿体系框架内辛叠加法求解中厚矩形板的新屈曲解,应用。数学。型号。,94, 226-241 (2021) ·Zbl 1481.74222号 ·doi:10.1016/j.apm.2021.01.020
[47] Reddy,JN,《功能梯度板的分析》,国际数值杂志。方法。工程师,47,663-684(2000)·Zbl 0970.74041号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(20000110/30)47:1/3<663::AID-NME787>3.0.CO;2-8
[48] 普拉文,GN;Reddy,JN,功能梯度陶瓷金属板的非线性瞬态热弹性分析,国际固体结构杂志。,35, 4457-4476 (1998) ·Zbl 0930.74037号 ·doi:10.1016/S0020-7683(97)00253-9
[49] Liew,KM;X.赵。;Lee,YY,功能梯度圆柱壳在轴向压缩和热载荷下的后屈曲响应,Compos。B部分工程,43,1621-1630(2012)·doi:10.1016/j.composites.2011.06.004
[50] 蒂莫申科,SP;Gere,JM,弹性稳定性理论(1961年),纽约:McGraw-Hill,纽约
[51] 王,B。;李,P。;Li,R.,矩形薄板屈曲新解析解的辛叠加法,国际力学杂志。科学。,119, 432-441 (2016) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2016.11.006
[52] ABAQUS:分析用户指南V6.13,in,Dassault Systèmes,Pawtucket,RI,2013。
[53] 特拉贝尔西,S。;弗里卡,A。;Zghal,S。;Dammak,F.,一种改进的基于FSDT的四节点有限壳单元,用于功能梯度板和圆柱壳的热屈曲分析,工程结构。,178, 444-459 (2018) ·doi:10.1016/j.engstruct.2018.10.047
[54] Eslami,MR,梁、板和壳的屈曲和后屈曲(2018),瑞士查姆:瑞士查姆斯普林格·Zbl 1405.74002号 ·doi:10.1007/978-3-319-62368-9
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