纖維增強(qiáng)功能梯度材料梁靜態(tài)力學(xué)行為分析.pdf

1、功能梯度材料(Functionally graded material，簡稱FGM)是一種特殊的非均勻復(fù)合材料。它是通過特定的材料制備工藝將不同性能的兩種或兩種以上材料按一定的設(shè)計規(guī)律組合起來，使材料組分按梯度連續(xù)變化，從而達(dá)到消除材料的物理性能的不連續(xù)性以使內(nèi)部界面消失的作用。通過在基體中連續(xù)添加纖維增強(qiáng)材料，并使纖維含量的分布在橫向非均勻變化，可以獲得滿足特殊承載需求的纖維增強(qiáng)功能梯度材料梁。本文主要分析了纖維增強(qiáng)功能梯度材料梁的靜

2、態(tài)彎曲力學(xué)行為，并討論了體外筋約束梁在橫向載荷作用下的彎曲響應(yīng)。研究工作包括以下3個方面:
　　 1)、基于Euler-Bernoulli梁理論，研究了纖維增強(qiáng)功能梯度材料梁的靜態(tài)彎曲，采用分段離散的方法給出了纖維增強(qiáng)功能梯度材料梁與均勻梁靜態(tài)彎曲解之間的相似轉(zhuǎn)換關(guān)系，分別在兩邊簡支(S-S)，兩端可移夾緊(C-C)，一端固定、一端自由(C-F)邊界條件下給出了鈦基碳化硅纖維(Ti/SiC)增強(qiáng)功能梯度材料梁的靜力彎曲解析解。<

3、br>　　 2)、基于Euler-Bernoulli梁理論本文研究了體外約束梁在橫向力作用下的靜力彎曲響應(yīng)。在體外筋和梁的應(yīng)力都不超過比例極限的假設(shè)下，分別考慮了在體外筋施加和不施加預(yù)應(yīng)力兩種條件下，推導(dǎo)出了給定橫向載荷作用下體外筋的軸力和梁橫截面內(nèi)的應(yīng)力以及撓度曲線的計算公式，并分析了體外筋的抗拉剛度、位置參數(shù)和預(yù)應(yīng)力對梁的應(yīng)力和變形的影響。結(jié)果表明，通過偏心體外約束筋的布置并施加預(yù)應(yīng)力，可以有效地降低梁的最大拉應(yīng)力，研究結(jié)果可為脆

4、性材料梁的設(shè)計提供參考。
　　 3)、在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了具有體外約束纖維增強(qiáng)功能梯度Timoshenko梁的靜力彎曲問題。首先分析了均勻Euler-Bernoulli梁和均勻Timoshenko梁之間在體外約束情況下靜態(tài)解的相互轉(zhuǎn)換。然后在均勻Timoshenko梁和纖維增強(qiáng)非均勻Timoshenko梁靜態(tài)解相互轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，由均勻Euler-Bernoulli梁的轉(zhuǎn)角和撓度方程求解纖維增強(qiáng)非均勻Timoshenk