碳納米管增強復(fù)合材料屈曲及自由振動行為的數(shù)值研究.pdf

1、21世紀(jì)是人類深海探測和開發(fā)的時代，大深度潛水器作為實現(xiàn)人類開發(fā)深海的重要技術(shù)手段，其重要性越來越凸顯。為了適應(yīng)深海工作需要，對大深度潛水器的材料性能要求而相應(yīng)提高。基于碳納米管出眾的物理特性，以及優(yōu)異的力學(xué)性能，使其成為最具有應(yīng)用前景的復(fù)合材料的填充增強相，可作為深潛器制作材料的填充項，提高深潛器水下作業(yè)的安全性。因此，本文的研究對象即碳納米管增強復(fù)合材料，其中，分別對復(fù)合材料在不同條件下的屈曲行為和自由振動行為進行模擬研究。文章主要

2、為以下部分:
　　1.首先碳納米管與基體材料之間的載荷轉(zhuǎn)移是不夠理想的，整體復(fù)合材料的有效材料屬性將存在著不確定性。通過應(yīng)用Eshelby等效夾雜理論和Mori-Tanaka均勻化方法以及廣義混合律模型，計算得到CNTRC的有效材料屬性，并能夠簡潔方便的獲取材料的整體性能與響應(yīng)反饋。應(yīng)用改進的移動最小二乘法，結(jié)合里茲法對CNTRC在不同載荷情況下的力學(xué)行為進行數(shù)值分析。
　　2. CNTRC力學(xué)行為的數(shù)值研究是一個系統(tǒng)性的工

3、作。通過無網(wǎng)格計算方法，對碳納米管增強納米復(fù)合板結(jié)構(gòu)進行典型的力學(xué)行為數(shù)值研究。本文中，針對四種不同形狀的正多邊形碳納米管增強復(fù)合材料板結(jié)構(gòu)進行屈曲行為分析。通過改變CNTRC板的厚度，碳納米管的體積分數(shù)，以及施加的邊界條件來計算不同情況下的復(fù)合材料板的臨界屈曲載荷以及中心點位移，并繪制相應(yīng)的屈曲變化圖形和三維擬合圖。
　　3.自由振動分析作為 CNTRC力學(xué)行為研究的重要部分，本文針對三種不同頂角的等腰三角形碳納米管復(fù)合材料進行