功能梯度石墨烯增强自旋圆柱壳的振动特性

O327; 目的 为了研究旋转状态下功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GPLRC)圆柱壳的振动特性,方法 基于改进的Halpin-Tsai微观力学模型与复合材料夹杂理论预测多种分布模式下石墨烯增强结构的等效材料属性.同时,考虑由旋转引起的科氏力与离心力作用,采用一阶剪切变形理论对FG-GPLRC自旋圆柱壳的能量表达式进行推导.之后,选取切比雪夫多项式构造位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法对FG-GPLRC自旋圆柱壳的行波振动特性进行分析,得到壳体的动力学微分方程进而求解出行波振动频率.最后,通过与现有文献数据进行对比,验证本文方法的准确性,并分析分层数、转速、石墨烯片的质量分数与分...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 43; no. 3; pp. 192 - 200
Main Authors 王宇, 徐自强, 李昊, 王鹏, 徐宏达, 张颖
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 辽宁科技大学 机械工程与自动化学院,辽宁 鞍山 114051 01.05.2024
Subjects
Rayleigh-Ritz method
弹性边界
Halpin-Tsai micro-mechanical model
自旋圆柱壳
rotating cylindrical shell
石墨烯增强材料
elastic boundary
Rayleigh-Ritz法
Halpin-Tasi微观力学模型
graphene-reinforced material
Online AccessGet full text

Cover

More Information
Summary:O327; 目的 为了研究旋转状态下功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GPLRC)圆柱壳的振动特性,方法 基于改进的Halpin-Tsai微观力学模型与复合材料夹杂理论预测多种分布模式下石墨烯增强结构的等效材料属性.同时,考虑由旋转引起的科氏力与离心力作用,采用一阶剪切变形理论对FG-GPLRC自旋圆柱壳的能量表达式进行推导.之后,选取切比雪夫多项式构造位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法对FG-GPLRC自旋圆柱壳的行波振动特性进行分析,得到壳体的动力学微分方程进而求解出行波振动频率.最后,通过与现有文献数据进行对比,验证本文方法的准确性,并分析分层数、转速、石墨烯片的质量分数与分布模式等因素对旋转壳体振动特性的影响.结果 石墨烯片分层数为10层时,即可实现对FG-GPLRC自旋圆柱壳振动特性的预测;石墨烯质量分数小于2%时,每增加0.5%,壳体的前后行波频率明显提高;在不同模态下,GPL-X分布模式的壳体行波频率最高,GPL-O分布模式最低,且行波频率随转速的提高而增大;弹性边界条件下,壳体行波振动频率随轴向半波数的增大而增加.结论 石墨烯片在GPL-X分布模式下使得FG-GPLRC自旋圆柱壳的等效弹性模量增大,对壳体结构刚度的增强效果最佳,且前后行波频率与壳体转速同步增大.
ISSN:1673-9787
DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2023030066