| 作大范围运动功能梯度材料梁的动力学特性研究 |
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| 引用本文： | 高祥,杜超凡,章定国,周晓婷,韩峻雯. 作大范围运动功能梯度材料梁的动力学特性研究[J]. 重庆大学学报(自然科学版), 2020, 43(6): 65-76,89 |
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| 作者姓名： | 高祥 杜超凡 章定国 周晓婷 韩峻雯 |
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| 作者单位： | 扬州大学 建筑科学与工程学院, 江苏 扬州 225127,扬州大学 建筑科学与工程学院, 江苏 扬州 225127,南京理工大学 理学院, 南京 210094,扬州大学 建筑科学与工程学院, 江苏 扬州 225127,扬州大学 建筑科学与工程学院, 江苏 扬州 225127 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（11802263，11772158）；江苏省自然科学基金青年基金资助项目（BK20180895）；中央高校基金资助项目（30917011103）。 |
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| 摘 要： | 采用假设模态法和有限元法两种离散方法描述柔性梁的变形场,对作大范围运动的中心刚体-功能梯度材料梁的动力学特征进行研究。假设功能梯度材料的物理参数为沿着梁厚度方向变化的幂函数,考虑梁的纵向拉伸变形和横向弯曲变形,同时计及横向弯曲变形引起的纵向缩短,即非线性耦合项,运用第二类Lagrange方程推导得到两种不同离散方法描述的具有统一形式的系统刚柔耦合动力学方程。通过与假设模态法的数值仿真结果对比,验证所建立有限元模型的正确性。通过大变形算例,说明基于小变形假设的假设模态法计算上的局限性。在此基础上讨论功能梯度指数对作大范围转动柔性梁动力学特性的影响。结果表明基于小变形假设的假设模态法并不能处理大变形问题;在功能梯度材料梁其他物理参数不变的条件下,梁的最大位移随着功能梯度指数N增大而增大;横向弯曲固有频率会随着转速的增加而变大;当转速一定时,固有频率会随着功能梯度指数N增大而减小。
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| 关 键 词： | 功能梯度材料梁 刚柔耦合 动力学 自然频率 |
| 收稿时间： | 2020-01-10 |
Dynamic analysis of a functionally graded material beam undergoing large overall motions |
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| GAO Xiang,DU Chaofan,ZHANG Dingguo,ZHOU Xiaoting and HAN Junwen. Dynamic analysis of a functionally graded material beam undergoing large overall motions[J]. Journal of Chongqing University(Natural Science Edition), 2020, 43(6): 65-76,89 |
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| Authors: | GAO Xiang DU Chaofan ZHANG Dingguo ZHOU Xiaoting HAN Junwen |
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| Affiliation: | College of Civil Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, P. R. China,College of Civil Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, P. R. China,School of Science, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, P. R. China,College of Civil Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, P. R. China and College of Civil Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225127, P. R. China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | functionally graded material beam rigid-flexible coupling dynamics natural frequencies |
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