功能梯度材料結(jié)構(gòu)在熱沖擊下的動力屈曲研究.pdf

1、梁和板都是工程中廣泛應(yīng)用的基本結(jié)構(gòu)，且經(jīng)常受到熱沖擊載荷作用（如：氣動加熱，激光加熱等）。在熱沖擊過程中，由于溫度的急劇變化，物體內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)熱應(yīng)力，導(dǎo)致物體迅速變形，對這些量進(jìn)行定量分析具有重要的理論與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文假設(shè)功能梯度復(fù)合材料的物理性能參數(shù)為沿厚度方向按照冪函數(shù)形式連續(xù)變化，研究功能梯度梁和圓板受均勻熱沖擊載荷作用時的動力屈曲,主要內(nèi)容如下：
　　基于Euler-Bernoulli梁理論和經(jīng)典板理論，在Hami

2、lton體系下研究功能梯度材料梁和圓板在熱沖擊載荷作用下的動態(tài)屈曲，其中假設(shè)圓板的下表面受兩種不同的均勻熱沖擊載荷作用，并考慮軸對稱屈曲。考慮一維熱傳導(dǎo)問題，基于Fourier熱傳導(dǎo)定律，采用Laplace變換方法和微分方程冪級數(shù)解法相結(jié)合求解，得到了熱沖擊作用下的功能梯度梁和圓板內(nèi)部的動態(tài)溫度場。在辛空間中，將功能梯度梁和圓板的屈曲問題歸結(jié)為系統(tǒng)的零本征值問題，梁和圓板的臨界載荷與屈曲模態(tài)分別對應(yīng)于Hamilton體系下的辛本征值和本

3、征解問題。由分叉條件求得屈曲模態(tài)和臨界熱軸力，反解得到功能梯度梁和圓板的臨界屈曲升溫載荷。研究建立了功能梯度梁和圓板熱沖擊屈曲特性的辛求解方法，討論了材料的梯度特性、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和熱沖擊載荷參數(shù)對屈曲升溫的影響。
　　研究結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)的長細(xì)比和沖擊載荷作用時間都對屈曲升溫有較大影響，但換熱系數(shù)和沖擊載荷參數(shù)對功能梯度結(jié)構(gòu)的屈曲升溫影響很??；同時研究發(fā)現(xiàn)，功能梯度結(jié)構(gòu)比均質(zhì)結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢；在材料的制備過程中可以通過適當(dāng)調(diào)整材料的組