碳纳米管旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率分析

为了深化增强型复合材料在航空航天工程领域的应用,该文旨在研究碳纳米管对旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率的影响。采用人工弹簧模拟边界和壳体间的连接条件,并考虑碳纳米管分布形式的变化,基于细观力学模型推导了系统的能量方程。引入切比雪夫多项式构造位移函数,利用Rayleigh-Ritz法求解了锥-柱连接壳的模态频率方程。通过算例分析了陶瓷体积分数指数、边界条件和碳纳米管体积分数对旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率的影响。结果表明:当陶瓷体积分数指数在0~5内,V型分布对结构行波模态频率的影响最为显著;随着旋转速度的增加,边界约束效果越强,壳结构越稳定;基体中碳纳米管体积分数越大,结构行波模态频率越高。