受压功能梯度弹性空心圆柱体中轴对称波的传播
软凝聚态物质
2021-07-26 v1 应用物理
摘要
软材料可以针对特定应用设计为功能梯度（FG）属性。在本文中，我们分析了受压 FG 弹性空心圆柱体中的轴对称导波传播。该圆柱体承受轴向预拉伸和施加于内外圆柱面的压差联合作用。我们考虑了在不可压缩各向同性弹性体制成的 FG 圆柱体中传播的扭转波和纵波，该弹性体由 Mooney-Rivlin 应变能函数表征，但其材料参数以仿射方式随径向坐标变化。压差在 FG 圆柱体中产生非均匀变形场，这极大地复杂化了由小变形叠加于大变形理论描述的叠加波问题。因此，采用了一种特别有效的方法，将增量波动的状态空间法与近似层合或多层技术相结合。然后解析导出了两类轴对称导波的色散关系。通过数值验证了所提方法的准确性和收敛性。通过数值算例详细讨论了压差、材料梯度和轴向预拉伸对扭转波和纵波传播特性的影响。发现轴对称波的频率非线性依赖于压差和材料梯度，并且材料梯度的增加增强了压差调节 FG 圆柱体中波动行为的能力。
引用
@article{arxiv.2107.11121,
title = {On propagation of axisymmetric waves in pressurized functionally graded elastomeric hollow cylinders},
author = {Bin Wu and Yipin Su and Dongying Liu and Weiqiu Chen and Chuanzeng Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11121},
year = {2021}
}