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功能梯度材料板安定区域优化（英文）

机床与液压 2016年第12期44卷 51-57页

作者：郑恒伟杨全虎陈世嵬田祖安丁剑平陈小亮重庆科技学院力学系重庆401331

采用遗传算法优化功能梯度材料陶瓷相体积分布并考虑了金属相材料的强化,得到了循环力/热耦合作用下的功能梯度材料板的最佳安定区域,其中功能梯度材料热物参数空间分布规律采用一个指数函数描述,并给出了Al/SiC功能梯度材料板优化后的... 详细信息

采用遗传算法优化功能梯度材料陶瓷相体积分布并考虑了金属相材料的强化,得到了循环力/热耦合作用下的功能梯度材料板的最佳安定区域,其中功能梯度材料热物参数空间分布规律采用一个指数函数描述,并给出了Al/SiC功能梯度材料板优化后的安定区域图。

关键词：功能梯度材料板安定区域优化

Hermite梯度重构核近似配点法及其在功能梯度材料板的静力分析中的应用

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固体力学学报 2022年第6期43卷 692-702页

作者：王莉华廖樟增刘义嘉杨帆同济大学航空航天与力学学院上海200092

由于直接配点法在求解边值问题时边界上的求解精度较低,论文提出了Hermite梯度重构核近似配点法(HGCM)来改进边界求解精度.重构核近似是无网格法中一种常用的近似函数,但是其在求解高阶导数时格式复杂且非常耗时.HGCM采用梯度重构核近... 详细信息

由于直接配点法在求解边值问题时边界上的求解精度较低,论文提出了Hermite梯度重构核近似配点法(HGCM)来改进边界求解精度.重构核近似是无网格法中一种常用的近似函数,但是其在求解高阶导数时格式复杂且非常耗时.HGCM采用梯度重构核近似构建形函数的任意高阶导数,提高了计算效率;通过Hermite配点法构建离散方程,提高了边界求解精度.这种方法在求解对应变系数四阶偏微分方程的功能梯度材料板的静力问题时精度高,计算效率高,并可进一步推广应用于高阶偏微分方程描述的边值问题.

关键词：梯度重构核近似 Hermite配点法变系数四阶偏微分方程功能梯度材料板静力分析

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功能梯度材料板动力屈曲及混沌行为的研究

功能梯度材料板动力屈曲及混沌行为的研究

作者：王鑫太原理工大学

学位级别：硕士

板作为重要的工程结构原件,被广泛应用在土木工程、机械工程、航天航空、生物医学工程等领域,具有重大的研究意义。因此板的动力屈曲研究备受研究者的关注。功能梯度材料是由多种材料构成的新型复合材料,具有不同材料之间呈现光滑连续... 详细信息

板作为重要的工程结构原件,被广泛应用在土木工程、机械工程、航天航空、生物医学工程等领域,具有重大的研究意义。因此板的动力屈曲研究备受研究者的关注。功能梯度材料是由多种材料构成的新型复合材料,具有不同材料之间呈现光滑连续的特性,可以有效避免传统复合材料因材料属性微观不均匀而引起的应力集中以及分层、开裂等现象,由于其优越的力学性能,可以满足在极限环境中结构单元的正常工作而备受瞩目。因此功能梯度材料板的动力屈曲研究,在许多工业部门有重要的应用前景。基于此,本文做了如下工作:1、简述了国内外关于功能梯度材料板的动力屈曲、热机耦合及混沌行为研究现状及其研究方法。2、基于功能梯度材料物性参数服从连续渐变的特点,根据幂律分布、等应变假设和经典弹性理论及一阶剪切理论,采用哈密顿原理,得到考虑转动惯性的功能梯度材料板控制方程。使用解析方法得到动力屈曲临界载荷的解析解和屈曲模态解,进行编程计算,讨论了材料属性、梯度指数、几何尺寸、动力屈曲模态阶数对功能梯度材料板动力屈曲临界载荷的影响。3、根据功能梯度材料的空间渐变属性和热力学定律,导出功能梯度材料板在上下表层温度变化时的非均匀温度场表达式。用矩阵形式给出功能梯度材料板在非均匀温度场影响下的内力、内力矩表达式。采用哈密顿原理得出非均匀温度场作用下的功能梯度材料板控制方程。用棣莫弗公式结合里兹法对该方程进行求解,对所得临界载荷进行编程计算,分析非均匀温度场、动力屈曲模态阶数、梯度指数及几何尺寸对功能梯度材料板动力屈曲临界载荷的影响。4、根据von-karman大挠度板壳应力应变关系,用矩阵形式表达出功能梯度材料板,受到周期性载荷作用时非线性内力、内力矩。采用哈密顿原理与Galertkin原理,导出纵向、横向载荷共同作用下的功能梯度材料圆弧板Duffing方程并化为空间自治方程组。求解同宿轨道与异宿轨道参数,并根据Melnikov原理求得同宿轨道与异宿轨道阀值。通过系统的分岔图、位移时程曲线、相平面图、庞加莱映射图、进一步描述并判定混沌行为。

关键词：功能梯度材料板动力屈曲热机耦合混沌效应

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求解功能梯度材料板弯曲问题的无网格方法

上海大学学报（自然科学版） 2007年第3期13卷 299-303页

作者：陈海胜程昌钧上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072

该文根据虚功原理,采用罚函数法满足本征边界条件,得到了功能梯度材料板弯曲的无网格法控制方程,并给出了两个数值算例.算例表明该方法具有节点少、精度高等优点.

关键词：功能梯度材料板无网格法弯曲一阶剪切变形

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功能梯度材料板的稳定性行为分析

中国水运（下半月） 2008年第7期8卷 251-252,254页

作者：杨帆夏李斌江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学材化学院江西赣州341000

功能材料通常由两种比如金属和陶瓷复合而的一种新型非复合材料。其由两种不同材料介质沿空间按不同组分进行复合,形成材料功能的梯度分布,从而满足构件不同部位对材料使用性能的不同要求。本文对功能梯度材料板结构分析的研究现状进行... 详细信息

功能材料通常由两种比如金属和陶瓷复合而的一种新型非复合材料。其由两种不同材料介质沿空间按不同组分进行复合,形成材料功能的梯度分布,从而满足构件不同部位对材料使用性能的不同要求。本文对功能梯度材料板结构分析的研究现状进行了评述,主要讨论了功能梯度板结构的稳定性,涉及到各种外因素影响下的不同力学行为。

关键词：功能梯度材料板稳定性

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含孔功能梯度材料板应力分析

含孔功能梯度材料板应力分析

作者：陈文涛南京航空航天大学

学位级别：硕士

近几年来,功能梯度材料的概念被引入到工程结构中来。由于这种材料有很大的优越性,因此,人们对功能梯度材料的研究越来越深入。功能梯度材料的应用领域涉及航天、航空、核能、电子、光学、化学和生物医学等方面,前景十分广泛。从应用力... 详细信息

近几年来,功能梯度材料的概念被引入到工程结构中来。由于这种材料有很大的优越性,因此,人们对功能梯度材料的研究越来越深入。功能梯度材料的应用领域涉及航天、航空、核能、电子、光学、化学和生物医学等方面,前景十分广泛。从应用力学的角度来看,功能梯度材料是非均匀体,其非均匀性对材料的力学性能有很大的影响。因此,许多学者在功能梯度材料力学问题的理论和实验研究方面做了大量的工作。但是,有关含孔功能梯度材料的力学问题的研究工作非常少见,尤其是针对有限尺寸的功能梯度材料相关力学问题的研究几乎没见报道。本文首先对功能梯度材料的提出和发展应用进行了阐述,然后利用弹性力学单层圆筒结构的基本解,研究了含圆孔功能梯度板在对称载荷作用下板内的应力场;接着我们又利用Muskhelishvilide的复变函数法以及边界配点法,研究了含圆孔有限大功能梯度板在任意面内外载作用下的平面应力问题;最后,进行了数值求解,并借助Matlab软件图示了数值结果,得到了如下结论:1.当板内的弹性模量E沿径向递增变化时,孔附近的应力集中减小;反之,当板内的弹性模量E沿径向递减变化时,孔附近的应力集中增大。2.板的边长与圆孔直径的比值A /D对孔边应力集中有很大的影响,随着A /D的减少,应力集中迅速增大,当A /D>4时,有限板和无限板几乎没有差别。在本文最后,对所做工作进行了总结,并对未来的工作做了一些展望。

关键词：功能梯度材料板圆孔应力分析复变函数法边界配置法

弹性地基上含孔隙的功能梯度材料板的弯曲、屈曲和振动特性研究

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弹性地基上含孔隙的功能梯度材料板的弯曲、屈曲和振动特性研究

作者：董雷桂林电子科技大学

学位级别：硕士

功能梯度材料在制备过程中,按照使用要求选择两种或多种不同性质的材料,连续控制材料的组成结构,使界面的成分和组织方式呈现连续性的变化,因而材料具有优异的物理、力学性能。同时,根据现代交通、土木、航空航天等工程结构的需要,可以... 详细信息

功能梯度材料在制备过程中,按照使用要求选择两种或多种不同性质的材料,连续控制材料的组成结构,使界面的成分和组织方式呈现连续性的变化,因而材料具有优异的物理、力学性能。同时,根据现代交通、土木、航空航天等工程结构的需要,可以有针对性地改变各个组份材料的空间分布规律,从而优化结构的内部应力分布,降低或避免材料构件由于应力集中而脱层破坏或萌发裂纹等现象,满足应用环境的要求。因此,对功能梯度材料在复杂环境和复合荷载作用下的结构力学性能研究具有重要的理论与应用价值。本文以具有内部空隙的金属/陶瓷材料组份沿厚度方向呈Sigmoid函数变化的功能梯度材料(S-FGM)板构件为研究对象,探讨其在弹性地基作用下的静、动力学特性。研究主要包括:(1)孔隙或孔洞是功能梯度材料中常见的缺陷,材料模型中的孔隙体积不可忽略,而前人提出修正的Voigt模型近似得到多孔功能梯度材料的物性参数存在不足,故本文根据组份材料的质量组份计算其相应的体积组份,建立孔隙分别为均匀和非均匀分布的功能梯度材料的物性参数模型;(2)基于复合材料薄板理论建立弹性地基上含孔隙的S-FGM板在复杂荷载作用下的弹性力学模型,用Galerkin法求得四边简支和固支板弯曲变形的挠度,讨论孔隙、弹性地基参数、面内预加力等因素对板弯曲变形的影响;(3)用Galerkin法和Bolotin方法求解S-FGM板构件在轴向压缩周期动荷载作用下的屈曲问题,分析孔隙、弹性地基、材料组份指数等因素对S-FGM板屈曲临界荷载和非稳定区域的影响;(4)研究弹性地基上S-FGM板在复杂荷载作用下的自由振动和强迫振动特性。基于本文所使用的理论方法和研究问题,使用计算机语言编制了相应的数值程序包,为S-FGM板构件在相关工程的应用中给出了大量实际可靠的计算分析结果,对实际工程结构设计有一定的指导意义。研究结果表明,在设计制造S-FGM板构件或应用S-FGM板构件于工程中时,要注意Pasternak弹性地基、复杂荷载、边界条件等因素对板的弯曲变形、屈曲临界荷载、非稳定区域、自振频率和动力响应有着重要的影响,应当根据工程环境具体分析,并通过优化长宽比、材料质量组份、材料组份指数来达到工程对材料安全及稳定性的要求;另外,孔隙对板宏观力学行为的影响比较复杂,不仅与孔隙率的大小和分布形式有关,还与材料的质量组份、弹性地基参数和面内预加力有关,不可忽视。

关键词：功能梯度材料板孔隙弹性地基弯曲屈曲振动

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功能梯度材料板在温度场作用下的有限元分析

功能梯度材料板在温度场作用下的有限元分析

中国力学学会学术大会'2009

作者：鄂国康姚伟彬刘兴璐澳门大学土木及环境工程系

借助有限元方法来研究功能梯度材料(FunctionallyGraded Materials,简称FGM)薄板在温度场作用下的变形问题。首先,假定板的材料属性是空间坐标的函数,根据经典板理论(Classical Plate Theory,简称CPT),建立FGM板在温度场作用下的势能,... 详细信息

借助有限元方法来研究功能梯度材料(FunctionallyGraded Materials,简称FGM)薄板在温度场作用下的变形问题。首先,假定板的材料属性是空间坐标的函数,根据经典板理论(Classical Plate Theory,简称CPT),建立FGM板在温度场作用下的势能,然后通过变分法

关键词：功能梯度材料板有限元分析解温度场

来源： cnki会议评论

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边界温度函数作用下功能梯度材料板的研究

河南建材 2011年第1期 48-49页

作者：尧红王伟胜河北工程大学 056038

应用ANSYS软件,研究ZrO2和Ti-6Al-4V功能梯度材料板在不同边界温度函数作用下的稳态热传导问题,得到不同边界温度函数作用下的稳态温度场分布。考虑了材料组分分布形状系数M对温度场的影响。

关键词：边界温度函数 ANSYS分析功能梯度材料板