Nonlocal plate model for nonlinear vibration of single layer graphene sheets in thermal environments
Nonlocal plate model for nonlinear vibration of single layer graphene sheets in thermal environments
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热环境中单层石墨烯片非线性振动的非局部板模型
DOI：
10.1016/j.commatsci.2010.03.006
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发表时间：
2010-05
影响因子：
3.3
通讯作者：
Shen Le
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Chen-Li;Shen Hui-Shen;Shen Le
研究了简支矩形单层石墨烯薄板在热环境中的非线性振动行为。将单层石墨烯模拟为含有小尺度效应的非局部正交各向异性板。非线性振动分析基于薄板理论，具有von Kármán类型的运动非线性。还考虑了热效应，并假定材料的性质与温度有关，并通过分子动力学模拟得到。通过将分子动力学模拟结果得到的石墨烯薄片的固有频率与非局部平板模型的数值结果进行匹配，估计了小尺度参数e0a。结果表明，在适当选择小尺度参数和材料特性的情况下，非局部板模型可以非常准确地预测热环境中石墨烯薄板在非线性振动下的行为。
Nonlinear vibration behavior is presented for a simply supported, rectangular, single layer graphene sheet in thermal environments. The single layer graphene sheet is modeled as a nonlocal orthotropic plate which contains small scale effects. The nonlinear vibration analysis is based on thin plate theory with a von Kármán-type of kinematic nonlinearity. The thermal effects are also included and the material properties are assumed to be temperature-dependent and are obtained from molecular dynamics simulations. The small scale parameter e0a is estimated by matching the natural frequencies of graphene sheets observed from the MD simulation results with the numerical results obtained from the nonlocal plate model. The results show that with properly selected small scale parameters and material properties, the nonlocal plate model can provide a remarkably accurate prediction of the graphene sheet behavior under nonlinear vibration in thermal environments.
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