石墨烯增强复合材料板的自由振动分析

作     者：陆文星 陈建恩 LU Wenxing;CHEN Jianen

作者机构：天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11872274) 

出 版 物：《天津理工大学学报》 (Journal of Tianjin University of Technology)

年 卷 期：2022年第38卷第5期

页      码：37-44页

摘      要：在经典层合板理论的基础上,研究了四边简支和四边固支边界条件下的石墨烯增强复合材料板的自由振动。通过修正的哈尔平-蔡(Halpin-Tsai)模型来估测石墨烯增强复合材料板的等效杨氏模量,并根据混合准则确定复合材料板的等效质量密度和泊松比。利用哈密顿(Hamilton)原理对复合材料板的动力学方程进行了推导。研究了石墨烯的分布模式和质量分数、板的分层数及基体材料参数等对复合材料板固有频率的影响。结果表明:只在复合材料板的上下表层添加石墨烯小块的类夹芯分布模式增强效果最好。复合材料板的固有频率随着板的分层数和石墨烯质量分数的增加而增加。不同边界条件下石墨烯材料参数和基体材料参数对固有频率的影响规律均较为接近。在达到相同的增强效果时,环氧树脂基体材料比金属基体材料更加轻质化。

主 题 词：石墨烯小块 固有频率 复合材料板 夹芯 

学科分类：08[工学] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1673-095X.2022.05.006

馆 藏 号：203115536...