【技术实现步骤摘要】
本申请涉及振动预测，尤其涉及一种grc结构的振动预测方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
1、grc指玻璃纤维增强混凝土，是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维混凝土复合材料，通过模具造型、纹理、质感与色彩表达设计师想象力的材料，在航空航天、汽车工程、建筑等领域具有广泛应用。
2、对于grc材料制成的结构(以下简称为“grc结构”)，需要对其的振动强度进行检测。现有grc结构的振动预测方法，虽然可以在一定程度上进行振动预测，但是准确性较低。
3、因此，提供一种准确度较高的结构的振动预测方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种grc结构的振动预测方法、装置、设备和存储介质，解决了现有grc结构的振动预测方法准确性较低的技术问题。
2、本申请第一方面提供了一种grc结构的振动预测方法，包括：
3、获取待预测的grc结构的材料属性；
4、利用一阶剪切变形理论和非线性局部函数，对所述grc结构的初始位移场模型进行建模，生成所述grc结构的初始位移场模型；
5、基于所述初始位移场模型，利用哈密尔顿原理对所述grc结构的自由振动行为进行分析，得到所述grc结构的动力响应平衡方程；
6、基于纳维解法，计算简支边界条件下所述动力响应平衡方程的振动频率阈值；
7、根据所述振动频率阈值和所述材料属性，对所述grc结构进行振动预测，得到振动预测
8、可选地，所述材料属性包括：x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量、密度和泊松比。
9、则，所述获取待预测的grc结构的材料属性，具体包括：
10、利用扩展的halpin-tsai模型，获取待预测的grc结构的x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量、密度和泊松比。
11、可选地，所述x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量的计算公式分别包括：
12、
13、式中，表示石墨烯x方向有效杨氏模量，表示石墨烯y方向有效杨氏模量，χ1、χ2和χ3分别表示石墨烯有效参数，γll、γtt和γlt分别表示第一数值、第二数值和第三数值，vgrc表示石墨烯的体积分数，ema表示基体的有效杨氏模量，agrc表示石墨烯层的有效长度，bgrc表示石墨烯层的有效宽度，hgrc表示石墨烯层的有效厚度，表示石墨烯剪切模量，gma表示基体的剪切模量。
14、可选地，所述密度和泊松比的计算公式分别包括：
15、
16、式中，ρp表示grc结构的密度，表示grc结构的泊松比，vgrc表示石墨烯的体积分数，ρgrc表示石墨烯的密度，表示石墨烯的泊松比，vma表示基体材料的泊松比，ρma表示基体的密度，vma表示基体的泊松比。
17、可选地，所述grc结构的初始位移场模型包括：
18、
19、式中，uk(x,y,z)表示表示k层的x方向位移，wk(x,y,z)表示k层的横向位移，u0、u1、uz和w0分别表示未知位移变量，u0(x,y)表示x方向位移，w0(x,y)表示横向位移，u1(x,y)表示弯曲旋转，uz(x,y)表示位移的高阶项，z表示厚度方向坐标，νk(z)＝(1+z2)θk(z)，θk(z)表示锯齿函数，参数k的取值范围是从1到n。
20、可选地，所述根据所述振动频率阈值和所述材料属性，对所述grc结构进行振动预测，得到振动预测结果，具体包括：
21、基于纳维解法，获取所述grc结构在简支边界条件下位移参数展开形式；
22、将所述位移参数、所述振动频率阈值和所述材料属性输入所述动力响应平衡方程，并求解不同频率下所述动力响应平衡方程的特征值，得到所述grc结构在不同频率下的振动预测结果。
23、本申请第二方面提供了一种grc结构的振动预测装置，包括：
24、获取单元，用于获取待预测的grc结构的材料属性；
25、建模单元，用于利用一阶剪切变形理论和非线性局部函数，对所述grc结构的初始位移场模型进行建模，生成所述grc结构的初始位移场模型；
26、分析单元，用于基于所述初始位移场模型，利用哈密尔顿原理对所述grc结构的自由振动行为进行分析，得到所述grc结构的动力响应平衡方程；
27、求解单元，用于基于纳维解法，计算简支边界条件下所述动力响应平衡方程的振动频率阈值；
28、预测单元，用于根据所述振动频率阈值和所述材料属性，对所述grc结构进行振动预测，得到振动预测结果。
29、可选地，所述预测单元，具体包括：
30、获取子单元，用于基于纳维解法，获取所述grc结构在简支边界条件下的位移参数；
31、求解子单元，用于将所述位移参数、所述振动频率阈值和所述材料属性输入所述动力响应平衡方程，并求解不同频率下所述动力响应平衡方程的特征值，得到所述grc结构在不同频率下的振动预测结果。
32、本申请第三方面提供了一种grc结构的振动预测设备，包括处理器以及存储器；
33、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
34、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行任一种第一方面所述的grc结构的振动预测方法。
35、本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序指令，当所述程序指令被处理器执行时实现任一种第一方面所述的grc结构的振动预测方法。
36、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
37、本申请中grc结构的振动预测方法包括：获取待预测的grc结构的材料属性；利用一阶剪切变形理论和非线性局部函数，对grc结构的初始位移场模型进行建模，生成grc结构的初始位移场模型；基于初始位移场模型，利用哈密尔顿原理对grc结构的自由振动行为进行分析，得到grc结构的动力响应平衡方程；基于纳维解法，计算简支边界条件下动力响应平衡方程的振动频率阈值；根据振动频率阈值和材料属性，对grc结构进行振动预测，得到振动预测结果。本申请引入纳维解法，简化了处理简支边界条件下的特征值问题的过程，提高了在简支边界条件下求解特征值问题的准确性。解决了现有grc结构的振动预测方法准确性较低的技术问题。
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1.一种GRC结构的振动预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的GRC结构的振动预测方法，其特征在于，所述材料属性包括：x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量、密度和泊松比。
3.根据权利要求2所述的GRC结构的振动预测方法，其特征在于，所述x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量的计算公式分别包括：
4.根据权利要求2所述的GRC结构的振动预测方法，其特征在于，所述密度和泊松比的计算公式分别包括：
5.根据权利要求1所述的GRC结构的振动预测方法，其特征在于，所述GRC结构的初始位移场模型包括：
6.根据权利要求1所述的GRC结构的振动预测方法，其特征在于，所述根据所述振动频率阈值和所述材料属性，对所述GRC结构进行振动预测，得到振动预测结果，具体包括：
7.一种GRC结构的振动预测装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的GRC结构的振动预测装置，其特征在于，所述预测单元，具体包括：
9.一种GRC结构振动预测设备，其特征在于，包括处理器以及
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序指令，当所述程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的GRC结构的振动预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种grc结构的振动预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的grc结构的振动预测方法，其特征在于，所述材料属性包括：x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量、密度和泊松比。
3.根据权利要求2所述的grc结构的振动预测方法，其特征在于，所述x方向有效杨氏模量、y方向有效杨氏模量、剪切模量的计算公式分别包括：
4.根据权利要求2所述的grc结构的振动预测方法，其特征在于，所述密度和泊松比的计算公式分别包括：
5.根据权利要求1所述的grc结构的振动预测方法，其特征在于，所述grc结构的初始位移场模型包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞，党小锋，曹磊，周建强，方兴，刘柳，温汉军，汪俊，
申请(专利权)人：九域半导体科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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