金其多 任毅如 胡绚 蒋宏勇

(湖南大学机械与运载工程学院,长沙 410082)

(湖南大学汽车车身先进设计与制造国家重点实验室,长沙 410082)

引言

石墨烯增强复合材料(graphene reinforced composite,GRC)由于其轻质、高刚强度以及优异的电磁屏蔽性能而备受关注.据报道,添加0.1%的石墨烯,能使得石墨烯/环氧树脂复合材料的弹性模量比基体环氧树脂提高31%,而同样剂量的单壁或多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料则只有3%的提高[1-3].可见,石墨烯相比于一维纳米材料有更显著的增强作用.功能梯度材料(functionally graded materials,FGM)作为组份和性质连续变化的复合材料,常被设计用于多物理场耦合的复杂或极端环境[4].Shen 等[5]将功能梯度的概念引入了石墨烯增强复合材料,并发现X 型分布石墨烯增强复合材料往往具有最优的力学性能,从而可以充分利用石墨烯的增强作用.由此,功能梯度石墨烯增强复合材料(functionally graded graphene reinforced composite,FG-GRC)梁、板、壳结构的非线性静、动力学的研究成为了当前的研究热点[6-12].

由于后屈曲梁具有双稳态特性以及稳定的后屈曲承载能力在低频隔振器设计,机器人促动器、能量采集等多个领域具有应用潜力.蓝春波和秦卫阳[13]提出了一类带碰撞的磁斥力双稳态压电振动能量采集系统,使得系统在保持较大振幅的同时,出现更频繁的双阱跳跃运动,可以大幅提高俘能效率.Tang等[14]提出了一种具有可调节双稳态机制的软促动器,用于快速储能/释放.双稳态可同时提高驱动速度和作用力,以实现高速运动.然而后屈曲……