碳纳米管增强复合材料Timoshenko梁弯曲和屈曲行为分析

O345; 考虑碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)的尺度效应,研究宏观尺度下碳纳米管增强复合材料(carbon nanotubes reinforced composites,CNTRCs)梁的弯曲和屈曲行为.在 EMT(Eshelby-Mori-Tanaka)方法的基础上,利用非局部理论提出了可表征CNTs尺度效应的非局部EMT本构模型.根据Timoshenko梁理论,采用哈密顿原理得到CNTRCs梁的静力学微分方程和边界条件.求解简支边界条件下CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷,并与文献进行对比验证所建模型和求解方法的正确性.分析了 CNTs的尺度效应参数和体积分数...

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Published in国防科技大学学报 Vol. 46; no. 3; pp. 70 - 78
Main Authors 吴栋, 张大鹏, 于宝石, 雷勇军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073 01.06.2024
火箭军工程大学,陕西西安 710025
空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室,湖南长沙 410073%国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073
空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室,湖南长沙 410073
Subjects
bending
屈曲
buckling
carbon nanotubes reinforced composites
nonlocal theory
Eshelby-Mori-Tanaka method
弯曲
碳纳米管增强复合材料
Eshelby-Mori-Tanaka方法
非局部理论
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ISSN1001-2486
DOI10.11887/j.cn.202403007

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Summary:O345; 考虑碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)的尺度效应,研究宏观尺度下碳纳米管增强复合材料(carbon nanotubes reinforced composites,CNTRCs)梁的弯曲和屈曲行为.在 EMT(Eshelby-Mori-Tanaka)方法的基础上,利用非局部理论提出了可表征CNTs尺度效应的非局部EMT本构模型.根据Timoshenko梁理论,采用哈密顿原理得到CNTRCs梁的静力学微分方程和边界条件.求解简支边界条件下CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷,并与文献进行对比验证所建模型和求解方法的正确性.分析了 CNTs的尺度效应参数和体积分数以及复合材料梁的长细比等因素对简支CNTRCs梁弯曲响应和极限屈曲载荷的影响规律.结果表明,考虑CNTs的尺度效应会削弱结构等效刚度,且CNTs体积分数和尺度效应参数对大长细比CNTRCs梁的弯曲响应和极限屈曲载荷的影响幅度较大.
ISSN:1001-2486
DOI:10.11887/j.cn.202403007