孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响

本文旨在研究孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响。一般认为材料的性能沿厚度方向变化,而梁的横截面沿其长度方向分布不均匀。三种不同的孔隙度分布包括对称分布、非对称分布和均匀分布。利用经典的梁理论和Hamilton原理推导出了问题的控制方程,并用微分求积法推导出公式。通过已知方法和分析解法对所得结果进行了验证。通过网格独立性研究,确定了最优离散化设置。利用详细的参数化分析研究了不同力学参数,包括孔隙率系数、长径比和变化截面对基频和临界屈曲载荷的影响。结果表明,材料孔隙率的增加会导致梁的屈曲能力显著降低。然而,梁的自由振动行为完全取决于其孔隙度模式。此外,孔隙呈对称分布的梁其屈曲能力和基频性能最好。