热环境下弹性地基上多孔FGM圆板的自由振动特性

基于一阶剪切变形理论,研究了热环境下弹性地基上多孔功能梯度材料(Functionally Graded Materials,FGM)圆板的自由振动特性.首先,考虑含孔隙的Voigt修正混合幂律模型,并给出统一温度场描述材料受温度依赖,利用Hamilton原理,推导热环境下弹性地基上多孔FGM圆板自由振动的控制微分方程并进行无量纲化;然后,应用微分变换法对无量纲控制微分方程和边界条件进行变换,得到计算无量纲固有频率和临界温升值的代数特征方程.将问题退化后并与已有文献结果进行对比以验证其有效性;最后,计算并分析了梯度指数、孔隙率、边界条件、厚度与半径比、温升值和Winkler弹性刚度系数对多孔FGM圆板无量纲固有频率的影响以及各相关参数对临界温升值的影响.结果表明,梯度指数影响频率,反映材料从陶瓷向金属过渡的特点,孔隙率削弱刚度进而影响固有频率大小,Winkler地基对刚度有着增强的作用,温度增大使结构发生热屈曲而失稳等.