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中文摘要
本文介绍了一种有限元程序，该程序使用双线性四边形单元或四节点矩形单元（即Q4元素），基于细化一阶剪切变形理论（r-FSDT）和蒙特卡罗模拟（MCS），被称为细化有限元方法，用于研究移动载荷作用下功能梯度材料（FGM）板的随机振动。所提方法的优势在于，使用细化一阶剪切变形理论改进了经典一阶剪切变形理论的精度，满足了板边界的无应力条件，并结合蒙特卡罗模拟分析了输入参数为正态分布的功能梯度材料板的振动响应。研究结果表明，功能梯度材料板的振动响应分布特征取决于输入参数的标准偏差和移动载荷的速度。此外，本研究中的数值结果有望提升对受移动载荷和不确定输入参数影响的功能梯度材料板的了解。
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原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.dt.2023.07.015
主要结论
本文介绍了一种细化Q4元素，每个节点具有五个自由度，用于研究功能梯度材料板的动态响应。随后提供了输入参数对功能梯度材料板动态响应的影响。此外，本文使用蒙特卡罗模拟方法深入探讨了具有随机输入参数的功能梯度材料板的振动。通过分析公式和数值结果得出了以下几个关键结论：
• 结合Q4元素和细化一阶剪切变形理论，能够在复杂几何区域中实现方便的网格划分。
• 利用细化一阶剪切变形理论的拟议元素可以准确描述板材的应力-应变场，特别适用于厚板。同时，细化一阶剪切变形理论的应用满足了无应力边界条件。
• 功率律指数k对功能梯度材料板的振动具有显著影响。通常情况下，较高的功率律指数会导致功能梯度材料板刚度的降低，从而减少功能梯度材料板的固有频率和位移响应。
• 输入随机变量的标准差对功能梯度材料板动态响应的不确定性影响很大。标准差越大，功能梯度材料板动态响应的不确定性越大。
• 功能梯度材料板的动态响应分布特征多样且与随机输入参数完全不同。
• 在输入参数中，弹性模量的敏感性值最大。这证明了弹性模量对功能梯度材料板中心的动态响应具有重要影响。
• 下一个研究方向是通过精确模型实验，研究移动载荷下功能梯度材料板的动态响应；分析结构的可靠性以及输入参数对功能梯度材料板动态响应的敏感性。
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编辑：陈微，曹文丽
审核：田丽
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简介
《Defence Technology》是由中国兵工学会主办的科技类综合性学术期刊，目前已被SCI、EI、Scopus、中国科技核心期刊数据库、中国引文数据库核心版和瑞典开放获取指南等多家数据库收录，期刊主要发表基础理论、应用科学和工程技术领域高水平原创性学术论文，包括理论研究、数值模拟和实验研究类文章。
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