基于无网格kp-Ritz法的功能梯度复合材料层合板振动与屈曲分析

发布时间：2022-12-08 07:06

　　功能梯度复合材料是一种结构组成沿厚度方向阶梯性变化的材料,因此材料的不同部位具有不同的使用性能,使其更加适应材料的工作环境。功能梯度复合材料结构、性能的可控性以及较高的机械强度、抗热冲击、耐高温性能决定了其有广泛的应用领域和良好的应用前景。本文采用了无网格kp-Ritz法进行了功能梯度复合材料的力学分析。基于再生核质点法,构建形函数。为了使形函数满足Kronecker delta属性,我们采用完全变换法来施加边界条件。本文的研究主要分为两部分:1.包含碳纳米管增强功能梯度（CNTR-FG）层和纤维增强复合材料（FRC）层的混合层合板的振动分析;2.功能梯度石墨烯增强复合材料（GRC-FG）层合板的屈曲分析;具体工作概括如下:（1）研究了包含CNTR-FG层和FRC层的混合层合板在瞬时动载荷作用下的振动特性。通过MATLAB软件编程计算得出各种条件下混合层合板受载荷作用下的横向位移。并分析了碳纳米管的体积分数、层合板宽高比、层合板长宽比、碳纳米管分布形式和边界条件对层合板振动行为的影响。（2）考虑到边界温度的影响,研究功能梯度石墨烯增强复合材料层合板在不同类型轴向压缩情况下的屈曲行为。通... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 无网格方法
        1.1.1 无网格方法的发展与分类
        1.1.2 无网格方法与有限元法的对比
        1.1.3 无网格方法的优点
        1.1.4 无网格方法的研究现状
    1.2 功能梯度复合材料
        1.2.1 功能梯度复合材料的介绍
        1.2.2 功能梯度复合材料的国内外研究现状
    1.3 本章小结
2 无网格方法的理论推导
    2.1 再生核质点法
    2.2 施加边界条件
    2.3 本章小结
3 包含CNTR-FG层和FRC层的混合层合板的振动分析
    3.1 碳纳米管的介绍
    3.2 构建模型
        3.2.1 CNTR-FG层的材料参数
        3.2.2 FRC层的材料参数
    3.3 理论推导
        3.3.1 能量方程
        3.3.2 离散系统方程
    3.4 对比与收敛分析
    3.5 数值分析
        3.5.1 碳纳米管体积分数的影响
        3.5.2 层合板宽高比的影响
        3.5.3 层合板长宽比的影响
        3.5.4 碳纳米管分布形式的影响
        3.5.5 边界条件的影响
    3.6 本章小结
4 功能梯度石墨烯增强复合材料的屈曲分析
    4.1 石墨烯的介绍
    4.2 构建模型
        4.2.1 基本参数定义
        4.2.2 整体材料参数的计算
        4.2.3 数值对比
    4.3 理论推导
        4.3.1 能量方程
        4.3.2 离散系统方程
    4.4 对比与收敛分析
        4.4.1 确定影响域节点数量
        4.4.2 确定比例因子
    4.5 数值分析
        4.5.1 边界温度的影响
        4.5.2 石墨烯分布形式的影响
        4.5.3 层合板长宽比的影响
        4.5.4 层合板宽高比的影响
        4.5.5 层合板层数的影响
        4.5.6 其他因素的影响
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[2]铜基功能梯度复合材料的摩擦性能研究[J]. 郑冀,郑志强,岳建民.  稀有金属材料与工程. 2007(S3)
[3]SiC/A1梯度功能材料在机械载荷及热载下的应变测试[J]. 程军,陈英,李禾.  力学季刊. 2006(01)
[4]超高韧性复合材料控裂功能梯度复合梁弯曲性能试验研究[J]. 李庆华,徐世烺.  中国科学（E辑:技术科学）. 2009(08)
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[6]Cu/ABS复合导电梯度功能材料的制备和性能[J]. 温变英,程德宝,郑明明,凌晨.  复合材料学报. 2010(06)
[7]修正的内部基扩充无网格法求解多裂纹应力强度因子[J]. 马文涛,许艳,马海龙.  工程力学. 2015(10)
[8]用无网格法分析功能梯度材料圆板的自由振动[J]. 张驰,校金友,张硕.  科学技术与工程. 2014(13)
[9]基于Kriging插值无网格法求解轴对称弹性力学问题[J]. 陈莘莘,李庆华,吴秋兰.  力学季刊. 2014(03)
[10]功能梯度材料的二阶一致无网格法[J]. 邵玉龙,段庆林,李锡夔,张洪武.  工程力学. 2017(03)



本文编号：3713791