考虑表面效应的功能梯度夹层纳米板屈曲和后屈曲研究

作     者：肖俊华 王杰 

作者机构：燕山大学工程力学系 燕山大学河北省重型装备与大型结构力学可靠性重点实验室 中科院力学研究所非线性力学国家重点实验室 中国科学院大学工程科学学院 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：河北省自然科学基金(A2022203025) 

主　　题：表面效应 功能梯度材料 矩形层合板 屈曲 后屈曲 

摘      要：功能梯度材料制成的微纳结构元件的力学性能截然不同于常规材料制成的宏观结构。本文基于Kirchhoff板理论以及考虑剪切变形的Mindlin板理论，研究了表面效应影响下功能梯度夹层纳米板的屈曲和后屈曲行为。通过平衡分析导出了屈曲和后屈曲的控制方程，得到了单轴和双轴压缩下临界屈曲载荷的解析解。利用Galerkin方法，给出了加载边可动和不可动两种边界条件下临界后屈曲载荷解答。数值结果表明，表面效应对功能梯度纳米层合板稳定性的影响与组成板的材料的体积分数有关，也与结构表面积与体积的比值有关。考虑剪切变形会减小功能梯度纳米层合板的屈曲和后屈曲的临界载荷；对于较薄纳米层合板可以忽略剪切变形的影响。