热载荷作用下梯度多孔材料梁弯曲及过屈曲力学行为的研究

作     者：孙昊栋 王娅娟 马连生 SUN Haodong;WANG Yajuan;MA Liansheng

作者机构：河西学院甘肃张掖734000 兰州理工大学甘肃兰州730050 

出 版 物：《力学季刊》 (Chinese Quarterly of Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第1期

页      面：141-148页

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金(11862012) 河西学院青年教师基金(QN2020001) 河西学院科研创新与应用校长基金(XZ2020005)。 

主　　题：孔隙率 热膨胀率系数 打靶法 梯度多孔材料 

摘      要：基于Bernoulli-Euler梁理论,引入物理中面解耦了复合材料结构的面内变形与横向弯曲特性,研究了梯度多孔材料矩形截面梁在热载荷作用下的弯曲及过屈曲力学行为.假设沿梁厚度方向材料的性质是连续变化的,利用能量法推导了矩形截面梁的控制微分方程和边界条件,并用打靶法对无量纲化的控制方程进行数值求解.利用计算得到的结果分析了材料的性质、热载荷、边界条件对矩形截面梁非线性力学行为的影响.结果表明,对称材料模型下,固支梁与简支梁均显示出了典型的分支屈曲行为特征,而其临界屈曲热载荷值均会随着孔隙率系数的增加而单调增加.非对称材料模型下,固支梁仍显示出分支屈曲行为特征,但其临界屈曲热载荷不再随着孔隙率系数的变化而单调变化;而对于两端简支梁,发生了弯曲变形,弯曲挠度随载荷的增大而增大.