【摘 要】
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采用一种拓展的n阶广义梁理论(GBT),研究了轴向机械载荷作用下多孔功能梯度材料(FGM)梁在湿热环境中的振动及屈曲特性.考虑了材料的物性随温度变化,湿-热沿梁厚按三种不同类
【机 构】
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兰州理工大学 土木工程学院,兰州 730050兰州工业学院 土木工程学院,兰州 730050;兰州理工大学 土木工程学院,兰州,730050;
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采用一种拓展的n阶广义梁理论(GBT),研究了轴向机械载荷作用下多孔功能梯度材料(FGM)梁在湿热环境中的振动及屈曲特性.考虑了材料的物性随温度变化,湿-热沿梁厚按三种不同类型分布,采用含孔隙率的修正Voigt混合率模型描述多孔功能梯度梁的材料属性,在宏-细观力学模型框架下应用Hamilton原理统一建立了系统的自由振动及屈曲方程,采用Navier法求解FGM简支梁的静动态响应.通过算例验证并讨论了GBT阶数n的理想取值,可用于丰富梁理论.探讨了湿热效应、湿-热-机耦合、孔隙率、材料梯度指标、跨厚比对FGM梁振动及屈曲特性的影响.结果表明:湿-热加剧降低了FGM梁的频率和临界载荷,且不同类型的湿热分布对其减小程度有显著差异;随着孔隙率增大,梁结构的整体刚度虽有所弱化,但在湿热环境中频率反而增大,稳定性增强;湿-热效应对多孔FGM细长梁频率和稳定性影响十分显著,但对短粗梁的影响比较有限.
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