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湿-热-机耦合作用下多孔功能梯度梁的振动及屈曲特性

蒲育 周凤玺

蒲育, 周凤玺. 湿-热-机耦合作用下多孔功能梯度梁的振动及屈曲特性[J]. 复合材料学报, 2019, 36(12): 2975-2983. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190215.001
引用本文: 蒲育, 周凤玺. 湿-热-机耦合作用下多孔功能梯度梁的振动及屈曲特性[J]. 复合材料学报, 2019, 36(12): 2975-2983. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190215.001
PU Yu, ZHOU Fengxi. Vibration and buckling behaviors of porous functionally graded material beams subjected to hygro-thermal-mechanical effects[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(12): 2975-2983. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190215.001
Citation: PU Yu, ZHOU Fengxi. Vibration and buckling behaviors of porous functionally graded material beams subjected to hygro-thermal-mechanical effects[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(12): 2975-2983. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190215.001

湿-热-机耦合作用下多孔功能梯度梁的振动及屈曲特性

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190215.001
基金项目: 国家自然科学基金(51978320;11962016);兰州工业学院“启智”人才培养计划基金(2018QZ-05)
详细信息
    通讯作者:

    周凤玺,博士,教授,博士生导师,研究方向为新型复合材料结构的力学行为Email:geolut@163.com

  • 中图分类号: TB330.1;O343

Vibration and buckling behaviors of porous functionally graded material beams subjected to hygro-thermal-mechanical effects

  • 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。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-30
  • 刊出日期:  2019-12-15

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