文档名：碳纳米管增强复合材料Timoshenko梁弯曲和屈曲行为分析
摘要：考虑碳纳米管(carbonnanotubes,CNTs)的尺度效应,研究宏观尺度下碳纳米管增强复合材料(carbonnanotubesreinforcedcomposites,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.
Abstract：BendingandbucklingbehaviorofthemacroCNTRCs(carbonnanotubesreinforcedcomposites)beamwasstudiedconsideringthescaleeffectofCNTs(carbonnanotubes).BasedontheEMT(Eshelby-Mori-Tanaka)methodandusingnonlocaltheorytocharacterizethescaleeffectofCNTs,thenonlocalEMTconstitutivemodelwasestablished.AccordingtotheTimoshenkobeamtheory,thestaticdifferentialequationsandboundaryconditionsofCNTRCsbeamswerederivedthroughHamiltonprinciple.BendingresponseandultimatebucklingloadofCNTRCsbeamsatS-S(simplysupported)edgeswereobtainedandcomparedwiththeliteraturetoverifythecorrectnessoftheproposedmodelandsolutionmethod.InfluencesofthescaleeffectparametersandvolumefractionofCNTsandtheslendernessratioofcompositebeamsonthebendingresponseandultimatebucklingloadofS-SCNTRCsbeamswereanalyzed.ResultsshowthattheequivalentstiffnessoftheCNTRCsbeamisweakenedbyconsideringthescaleeffectofCNTs,andthevolumefractionofCNTsandthescaleeffectparameterbothhaveagreatimpactonthebendingresponseandultimatebucklingloadoftheCNTRCsbeamwithalargeslendernessratio.
作者：吴栋 张大鹏 于宝石 雷勇军 Author：WUDong ZHANGDapeng YUBaoshi LEIYongjun
作者单位：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;火箭军工程大学,陕西西安710025
刊名：国防科技大学学报 ISTICEIPKU
Journal：JournalofNationalUniversityofDefenseTechnology
年，卷(期)：2024, 46(3)
分类号：O345
关键词：非局部理论 Eshelby-Mori-Tanaka方法 弯曲 屈曲 碳纳米管增强复合材料
Keywords：nonlocaltheory Eshelby-Mori-Tanakamethod bending buckling carbonnanotubesreinforcedcomposites
机标分类号：TU311.3TP393.08O343
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，湖南省自然科学基金资助项目，国防科技大学科研计划资助项目，国防科技大学自主创新科学基金资助项目碳纳米管增强复合材料Timoshenko梁弯曲和屈曲行为分析[
期刊论文] 国防科技大学学报--2024, 46(3)吴栋 张大鹏 于宝石 雷勇军考虑碳纳米管(carbonnanotubes,CNTs)的尺度效应,研究宏观尺度下碳纳米管增强复合材料(carbonnanotubesreinforcedcomposites,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...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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