基于非局部理论的黏弹性纳米杆轴向振动与波传播研究

论文摘要

根据非局部理论和Kelvin黏弹性理论,针对黏弹性纳米杆自由振动和波传播的轴向动力学问题进行研究.首先,推导了黏弹性纳米杆的轴向动力学微分控制方程.然后,通过无量纲化讨论了3种典型边界纳米杆的前三阶振动特性.最后,研究黏弹性纳米杆波的传播问题,导出了圆频率、波速与波数之间的关系.数值结果表明,非局部效应使第一、二阶固有频率持续减小,第三阶频率先增大再减小,出现结构刚度削弱和增强两种趋势.特别地,对于自由端存在集中质量的情形,第二阶频率随着黏性系数增大出现了多值情况,易导致杆件失稳.数值算例还说明了非局部效应的增强可有效降低黏性材料的阻尼效应,产生逃逸频率,使得纵波能够在高波数段传播.另外,黏性系数在低波数段对阻尼比影响可忽略不计,而在高波数段下,黏性系数越大则阻尼比越大.

论文目录

• 引言
• 1 模型及控制方程
• 2 轴向自由振动问题
•   2.1 两端固支
•   2.2 一端固支一端自由
•   2.3 两端自由
•   2.4 自由端有集中质量
• 3 黏弹性纳米杆的波传播
• 4 波传播算例分析及讨论
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 唐光泽,姚林泉,李成,季长剑

关键词: 轴向振动,波传播,小尺度效应,纳米杆,黏弹性

来源: 应用数学和力学 2019年01期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 苏州大学轨道交通学院

基金: 国家自然科学基金(11572210),江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX17_1983)~~

分类号: TB383.1

页码: 36-46

总页数: 11

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