功能梯度碳纳米管增强复合材料锥-柱组合壳的固有特性分析OA

探讨了功能梯度碳纳米管增强复合材料锥-柱组合壳在任意边界条件下的自由振动特性。研究涵盖了碳纳米管的均匀分布以及四种不同的功能梯度分布情形,通过应用广义混合率求得了该类型复合材料的有效物性参数。基于Love壳理论及Sanders壳理论构建了圆锥壳的理论模型,并通过参数退化方法推导出圆柱壳的理论模型。给出了组合壳的能量函数,并利用人工弹簧技术模拟壳体端部的任意边界条件以及各子壳接合处的连续性条件。分别采用Fourier级数和Chebyshev多项式表示壳体的周向和轴向位移分量,并采用Rayleigh-Ritz法建立锥-柱组合壳的振动方程。随后求解了该组合壳结构的固有频率,并将其与既往文献中的计算结果以及试验结果进行对比分析,从而有力证实了该研究模型与所运用方法的可靠性和有效性。通过参数影响分析,研究了周向波数、厚径比、半径比、半顶角以及碳纳米管体积率与分布形式等关键因素对锥-柱组合壳固有振动特性的影响。