压电集成碳纳米管CNT增强功能梯度结构非线性建模与仿真

将碳纳米管(carbon nanotube,CNT)以梯度形式分布与基体材料结合,形成功能梯度(functionally graded,FG)结构。为了实现FG-CNT增强复合板在发生大变形时的准确计算,考虑四种典型的CNT分布形式,均匀分布、V型分布、O型分布和X型分布,建立基于Reissner-Mindlin板壳假设的大变形几何非线性有限元模型。该模型不仅包含了几何全非线性应变位移关系,还考虑了薄板结构法向发生大转角的情形。该研究与文献结果进行比较,验证模型的准确性;对FG-CNT增强复合板进行几何大变形非线性计算,分析CNT分布形式、CNT增强角度等因素对FG-CNT增强复合板刚度的影响。研究结果表明,CNT分布形式及增强角度对FG-CNT复合板的力学特征有显著的影响。