基于分层法的石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁动力特性有限元分析

摘要：

基于分层法对石墨烯增强功能梯度Timoshenko梁的动力特性问题进行有限元分析.在有限元建模过程中,首先将Timoshenko梁沿厚度方向分成若干层,然后利用改进的Halpin-Tsai细观力学模型计算各层的弹性模量,相应的泊松比和密度则根据混合率法则进行计算,最后对各层均采用4节点四边形板单元离散.通过数值算例分析分层数和单元尺寸比例的合理性,探究石墨烯片的分布形式、质量含量、几何形状和尺寸等因素对Timoshenko梁动力特性的影响.结果表明,添加少量的石墨烯能显著提高Timoshenko梁自由振动的频率,尤其在梁的上下部位分布较多正方形石墨烯片时效果最佳.随着石墨烯片长厚比的增加,Timosh-enko梁的自由振动基频不断增大.当石墨烯片长厚比超过1000之后,梁的基频变化不明显.

关键词：石墨烯、功能梯度Timoshenko梁、有限元法、动力特性

所属期刊栏目：47

分类号：TH122

资助基金：国家自然科学基金12002093

在线出版日期：2024-01-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：71-80