碳纳米管旋转功能梯度锥-柱连接壳行波模态频率分析

来源：振动与冲击杂志2024年第9期北京时间：

作者：庞磊，成龙，刘文光，张宇航，吕志鹏

单位：1.南昌航空大学航空制造工程学院,南昌330063；2.东北大学机械工程与自动化学院,沈阳110819

摘要：为了深化增强型复合材料在航空航天工程领域的应用，本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为0～5区间内，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。

关键词：旋转功能梯度锥-柱连接壳；碳纳米管；行波模态频率