不同組分下FGM薄板的熱模態(tài)分析.pdf

1、功能梯度材料(FGM)是一種新一代先進的非均勻復合材料，這種材料是由兩種或者兩種以上性質不同的材料構成的。由于它的材料屬性沿一個或多個方向呈連續(xù)梯度變化，F(xiàn)GM基本上消除了宏觀界面，因而其物理特性在結構內沒有突變。在結構動力學的研究方面上，模態(tài)分析相當?shù)闹匾?，而模態(tài)分析的重點又在于熱模態(tài)的分析。隨著當代高速度航空器以及航天器的迅猛發(fā)展，熱模態(tài)分析的必要性更是得到了加強。因此，研究結構的熱模態(tài)具有重要的理論和實際意義。
　　本研究主

2、要內容包括：⑴研究功能梯度薄板的固有頻率和組分對其影響。首先，取Al1100/ZrO2FGM薄板作為研究對象，然后進一步定義其物參模型，并基于經典薄板理論，導出了FGM薄板的基本動力方程。⑵由基本動力方程推導出其有限元基本方程，進而利用層合板有限單元法并對ABAQUS軟件進行了python二次開發(fā)，編寫相關的有限元程序，從而利用ABAQUS對FGM薄板進行程序化計算，通過計算獲得其數(shù)值計算結果，然后，進一步對其計算結果進行了正確性檢驗。

3、最后，根據(jù)計算結果獲得了FGM薄板在四邊固支和四邊簡支兩種邊界條件下，薄板開孔和未開孔時，不同組分下的固有頻率和其對應的模態(tài)振型圖，同時對不同組分下FGM薄板的熱模態(tài)進行了分析。⑶結果表明：無論FGM薄板四端固支還是四端簡支，組分對其固有頻率的影響都很大，而對其模態(tài)振型圖的影響很小。并且隨著組分的不斷增大，薄板的固有頻率在不斷的增大，但其對應的模態(tài)振型圖幾乎沒有變化。在薄板開孔情況下，組分對其固有頻率的影響與薄板未開孔時一樣:隨著組分的