功能梯度复合材料充液弯管/直管的振动特性分析

船舶海洋工程中常用的金属管道易腐蚀，维护成本高，声学阻尼性能差。功能梯度材料（FGM）是一种具有极强可设计性的新型复合材料，其材料属性随着空间位置的连续变化而变化。本文研究材料属性沿壁厚方向呈连续梯度变化的充液管道振动特性，以此分析功能梯度材料的应用前景。首先，沿壁厚方向将非均匀材料离散为若干层均匀材料，其次，基于管道的Timoshenko梁模型和流体方程建立功能梯度充液弯管或直管的耦合振动方程，最后研究高精度、高效率的动刚度法在组装充液管道单元上的应用，并讨论梯度指数对管道动态特性的影响。