碳纳米管增强功能梯度复合材料薄板建模与分析
来源：机械工程学报杂志2018年第16期北京时间：
作者：薛婷, 秦现生, 张顺琦, 李鹏程, 张书扬
单位：1. 西安建筑科技大学机电工程学院 西安 710055;；2. 西北工业大学机电学院 西安 710072;；3. 上海大学机电工程与自动化学院 上海 200444;；4. 中国电子科技集团第二十研究所 西安 710000
摘要：碳纳米管（Carbon Nanotube，CNT）增强功能梯度薄板的超高弹性模量、低密度及纤维结构等特点，使其具有广泛的应用前景，但是材料组成结构的复杂性给建模带来了难处。基于Reissner-Mindlin假设，建立碳纳米管增强功能梯度复合材料薄板结构的线性有限元模型，分别分析CNT增强体的分布形式、体积率、边界条件及结构的几何尺寸等因素对该功能梯度复合材料薄板结构性能的影响。通过四边简支及均匀面载荷下的板结构响应数据验证了所建模型的准确性。利用所建模型对CNT增强功能梯度薄板结构进行了几何线性的计算与仿真。研究表明：随着CNT增强体体积率的增加，FGM薄板的形变量减小； X型分布的功能梯度板的形变量最小，O型分布的薄板形变量最大，均一及V型分布产生的形变量大小介于两者之间；当薄板宽厚比小于50时，FGM板变形量趋于稳定且较小。
关键词：板壳结构,功能梯度材料,碳纳米管；
基金资助：国家自然科学基金（11602193）、载人航天预先研究项目（020301）、大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放基金（GZ1709）和南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室开放课题（MCMS-0517G01）资助项目。
