石墨烯功能梯度层合板的振动和热屈曲

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石墨烯是一种优良的二维纳米材料,具有优异的力学性能,广泛用作纳米功能梯度材料的填料。在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域石墨烯功能梯度复合材料(FG-GRC)展现出了优良性能,具有极为广阔的应用前景。本文采用无网格kp-Ritz方法研究了FG-GRC层合板的振动特性和热屈曲。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理,推导了振动和热屈曲方程,并通过无网格方法获得离散的控制方程,主要内容如下:(1)研究了FG-GRC层合板的振动特性。通过Matlab编程计算各种影响因素下的层合板固有频率,具体分析了石墨烯体积分数、边界条件、环境温度、石墨烯分布方式和宽厚比对层合板固有频率的影响。(2)推导了正交各向异性板的热屈曲方程,并通过解析法研究了杆系结构和四边简支层合板的热屈曲。(3)考虑到石墨烯和基底的力学特性与温度相关,本文提出两种迭代路径,简单有效的计算了FG-GRC层合板热屈曲的临界温度。除了考虑温度均匀变化外,本文还考虑了温度随板厚度方向线性变化。最后,通过Matlab编程计算各种影响因素下层合板临界温度,具体分析了初始温度、石墨烯分布方式、宽厚比和长宽比对层合板热屈曲的影响。
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