基于改进型GDQ法FGM纳米梁的热-机耦合振动及屈曲特性分析

Modified GDQ method for vibration and buckling analyses of FGM nanobeams subjected to thermal-mechanical loads

周凤玺 ¹蒲育²

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作者信息

1. 兰州理工大学土木工程学院,兰州730050
2. 兰州理工大学土木工程学院,兰州730050;兰州工业学院土木工程学院,兰州730050
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摘要

基于Eringen非局部线弹性理论,采用n阶广义梁理论(GBT),应用改进型广义微分求积(MGDQ)法数值研究了初始轴向机械力及热载荷共同作用下功能梯度材料(FGM)纳米梁的耦合振动及耦合屈曲特性.考虑了材料性质的温度相关性,且温度沿梁的厚度方向按不同类型稳态分布,采用Voigt混合幂率模型表征FGM纳米梁的材料属性.在Hamilton体系下统一建立描述结构耦合振动及屈曲问题力学模型的控制微分方程.通过引入梁边界条件控制参数,实施了3种典型边界FGM纳米梁耦合振动响应MGDQ法求解的MATLAB统一化编程.基于屈曲与振动这两类静动态响应之间的二元耦联性,通过编写相应循环子程序用来获得屈曲静态响应.与已有研究结果对比表明:该分析方法切实可行、行之有效,极大地提高了计算效率.最后,分析了梁理论、边界条件、尺度效应非局部参数、初始轴向机械力、温度分布、升温、热-机耦合效应、材料组分梯度指标、跨厚比等诸多参数对FGM纳米梁振动及屈曲特性的影响.

关键词

功能梯度材料(FGM)纳米梁/尺度效应/n阶广义梁理论(GBT)/热-机耦合载荷/频率/临界屈曲载荷/改进型广义微分求积(MGDQ)法

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基金项目

出版年

2021

振动与冲击

中国振动工程学会上海交通大学上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.898

ISSN：1000-3835

参考文献量6

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