板状纳米材料的非线性弯曲分析

来源 :同济大学航空航天与力学学院 同济大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:YOOOZHANG
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本文基于Nie提出的具有立方晶体原子排列的超薄板型纳米结构计及原子层间距变化的表面效应的拟连续介质力学模型,分析得到了该类结构非线性弯曲变形的能量表达式,并基于变分原理推导出板状纳米材料非线性弯曲变形的一般控制方程。采用渐近迭代法具体求解了两边固支边界条件下结构非线性柱状弯曲问题,获得了该问题的渐近解。另一方面,利用经典薄板大挠度理论推导得到了相同边界条件下传统连续板非线性柱状弯曲问题的解析解。同时,运用有限元软件ANSYS建立了晶格模型来模拟材料真实原子排列方式及其相互间作用,得到了均布载荷作用下纳米板中心横向位移(挠度)的数值结果。通过将上述三种模型解的结果进行比较分析,结果表明,本文给出的纳米板非线性变形的控制方程应用于超薄板状纳米材料非线性弯曲变形问题的分析是有效的,得到的解具有足够的精度。
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