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Vibration analysis of fluid-conveying nanotubes embedded in an elastic medium considering surface effects

Theoretical & Applied Mechanics Letters 2012年第3期2卷 41-44页

作者： Yuhang Li Bo Fang Jiazhong Zhang Jizhou Song School of Astronautics Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of Miami Coral Gables FL 33146 USA

An analytical model is developed to study the surface effects on the vibration behavior including the natural frequency and the critical flow velocity of fluid-conveying nanotubes embedded in an elastic *** effects of surface elasticity and residual surface stress are accounted through the surface elasticity model and the Young-Laplace equation.A Winkler-type foundation is employed to model the interaction of nanotubes and the surrounding *** results show that the surface effects have more prominent influences on the nature frequency with smaller nanotube thickness,larger aspect ratio and larger elastic medium *** surface layers and the elastic medium enhance the stability of *** study might be helpful for designing the fluid-conveying nanotube devices in NEMS and MEMS systems.

关键词： surface effect fluid-conveying nanotube vibration stability

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Nonlinear size-dependent dynamic instability and local bifurcation of FG nanotubes transporting oscillatory fluids

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Acta Mechanica Sinica 2022年第3期38卷 107-118,I0003页

作者： Qiduo Jin Yiru Ren College of Mechanical and Vehicle Engineering Hunan UniveristyChangsha 410082China

Oscillation of fluid flow may cause the dynamic instability of nanotubes,which should be valued in the design of hanoelectromechanical *** dynamic instability of the fluid-conveying nanotube transporting the pulsating harmonic flow is *** nanotube is composed of two surface layers made of functionally graded materials and a viscoelastic *** nonlocal strain gradient model coupled with surface effect is established based on Gurtin-Murdoch's surface elasticity theory and nonlocal strain gradient ***,the size-dependence of the nanofluid is *** the slip flow *** stability boundary is obtained by the two-step perturbation-Galerkin truncation-Incremental harmonic balance(IHB)method·and compared with the linear solutions by using Bolotin's ***,the Runge-Kutta method is utilized to plot the amplitudefrequency bifurcation curves inside/outside the *** reveal the influence of nonlocal stress,strain gradient,surface elasticity and slip flow on the *** also suggest that the stability boundary obtained by the IHB method represents two bifurcation points when sweeping from high frequency to low ***,when sweeping to ***,there exists a hysteresis boundary where amplitude jump will occur.

关键词： Size-dependent effect Slip flow fluid-conveying nanotube Dynamic instability Bifurcation

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传输高速纳米流的石墨烯增强复合纳米管的接触动力响应:尺寸依赖性对局部/全局瞬态响应的影响

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Acta Mechanica Sinica 2023年第3期39卷 26-41页

作者：金其多任毅如 College of Mechanical and Vehicle Engineering Hunan UniversityChangsha 410082China

流体输送纳米管在纳米机电系统中起着关键作用.本文研究了输送高速纳米流体石墨烯增强复合材料(GRC)纳米管在横向低速冲击下的接触动态响应和应力场,建立了考虑滑移流、非局部应力和应变梯度效应的尺寸相关模型.基于精细梁理论,推导了... 详细信息

流体输送纳米管在纳米机电系统中起着关键作用.本文研究了输送高速纳米流体石墨烯增强复合材料(GRC)纳米管在横向低速冲击下的接触动态响应和应力场,建立了考虑滑移流、非局部应力和应变梯度效应的尺寸相关模型.基于精细梁理论,推导了流致后屈曲和接触振动的控制方程,其中后屈曲平衡路径为冲击振动分析提供了初始构型.采用两步摄动-高阶Galerkin截断-Runge-Kutta(R-K)方法的计算模式研究接触动力响应.通过收敛性分析,得到了保证精度所需的截断项.获得了接触力曲线、跨中位移时程曲线和应力场,以指导强度设计.此外,还揭示了流致后屈曲纳米管在冲击作用下的动态跳跃失稳行为.结果揭示了非局部应力和应变梯度对接触动态响应和应力场的双重影响,并提供了对尺寸效应敏感的流速范围.

关键词： Slip flow Nonlocal strain gradient theory fluid-conveying nanotube Low-velocity impact Stress field

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