石墨烯增强多孔功能梯度截锥壳的颤振与屈曲分析

摘要

为研究高速气流和热荷载作用下石墨烯增强多孔功能梯度截锥壳的颤振与屈曲特性，用改进的Halpin-Tasi微观力学模型计算了壳体的有效材料参数，根据一阶剪切变形理论和一阶活塞理论建立了截锥壳的动力平衡方程，并用微分求积法求得颤振临界速度和屈曲临界温度的半解析解.通过数值算例讨论了边界条件、石墨烯、内部孔隙和温度等因素对颤振和屈曲临界温度的影响.研究结果显示：当壳体温度由300 K增至400 K时，颤振临界速度下降约28%,且气动压力提升了结构的屈曲温度；两端简支壳体的颤振临界速度比两端固定的高出约25%～34%,而其屈曲临界温度则低约3%～4%;石墨烯集中分布于壳体的内外表面比集中分布于中部的稳定性更好；颤振临界速度随孔隙系数的增大而减小，而不同孔隙分布类型下孔隙系数对屈曲临界温度的影响也不同.

关键词

石墨烯纳米片 / 孔隙 / 功能梯度材料 / 颤振 / 屈曲