功能梯度材料圆（环）板的屈曲分析

基于经典板理论，推导了功能梯度材料圆形板在边界面内均布压力作用下的轴对称屈曲方程．假设功能梯度材料性质沿板厚度方向按成分含量百分比的幂指数形式连续变化，用打靶法求解所得方程，得到了功能梯度材料圆(环)板的临界屈曲载荷，并分析了材料的梯度性质、内外半径比以及边界条件对板临界载荷的影响．     

轴向运动功能梯度材料板的自由振动与屈曲特性

为了解轴向运动功能梯度材料薄板的自由振动与屈曲特性,基于复合材料薄板理论推导出轴向运动功能梯度材料薄板的运动方程,用Galerkin法寻求不同边界条件下运动方程的级数解,计算其自振频率、临界屈曲速度和临界屈曲荷载,并通过数值算例分析了轴向速度、材料组分指数、面内力和边界条件等因素对轴向运动功能梯度材料板自振频率、临界屈曲速度和临界屈曲荷载的影响。结果表明:自振频率和临界屈曲速度随面内拉力的增大而增大,随面内压力和组分指数的增大而减小;板的自振频率随轴向运动速度的增大而减小,而临界屈曲荷载则随轴向速度的增大而增大;边界条件对板的临界屈曲速度和临界屈曲荷载会产生明显影响。     

考虑缺陷的轴压功能梯度材料圆柱壳的弹塑性屈曲分析

针对功能梯度材料圆柱壳的考虑缺陷的弹塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型和TTO模型,充分考虑了材料的物性特性,即材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到缺陷作用下的弹塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。     

超音速偏航流作用下功能梯度材料板的振动与屈曲

为分析热荷载和超音速气流作用下偏航飞行的功能梯度材料板的振动与屈曲特性,基于复合材料薄板理论和考虑气流偏角影响的一阶活塞气动力理论建立了功能梯度材料板的气动弹性模型,用Galerkin方法求解其屈曲临界温度和自振频率,并通过数值算例分析了气流马赫数、气流偏角、材料组分指数、边厚比、边界条件等因素对功能梯度材料板屈曲临界温度及自振频率的影响.结果表明,屈曲临界温度和自振频率随气流马赫数的增大而增大,随环境温度升高而减小.另外,当气流偏角在一定范围内变化时,屈曲临界温度有较大的变化.     

DQ法求解功能梯度矩形板的弯曲问题

基于经典理论和一阶剪切变形理论,研究了功能梯度材料矩形板的线性弯曲问题.在假设功能梯度材料性质只沿板厚度方向变化,且其变化规律满足体积分数的幂指数函数的基础上,推导了线性弯曲问题的控制方程,并运用二维问题的微分求积法对其进行数值求解,利用数值结果考察了简支边界条件下梯度参数、长宽比等因素对板的无量纲挠度的影响,并验证了...     

基于单元式近场动力学方法的功能梯度材料弹塑性模型

提出了一种基于单元式近场动力学方法的功能梯度材料弹塑性模型,采用增量法求解弹塑性模型.由于单元式近场动力学模型属于非局部理论,在边界附近计算内力时存在较大误差,而模型的收敛采用内力与外力平衡来判别.如果在边界采用近场动力学建模,模型收敛速度很慢,甚至会发生发散的情况.为了解决这一问题,在施加外荷载的边界区域采用有限单元...     

金属—陶瓷梯度材料的弹性和弹塑性设计

系统研究了金属－陶瓷梯度材料在不同组成分布情况下的制备热应力分布规律和特征，提出了优化梯度材料组成和控制梯度材料破坏的方法，考虑了弹性和弹塑性二种设计方法，讨论了二种设计方法的特点和不同，结果表明，对于由韧性金属和陶瓷合成的梯度材料，弹塑性设计比弹性设计更为合理。     

金属－陶瓷梯度材料的弹性和弹塑性设计

系统研究了金属－陶瓷梯度材料在不同组成分布情况下的制备热应力分布规律和特征，提出了优化梯度材料组成和控制梯度材料破坏的方法，考虑了弹性和弹塑性二种设计方法，讨论了二种设计方法的特点和不同，结果表明，对于由韧性金属和陶瓷合成的梯度材料，弹塑性设计比弹性设计更为合理。     

中厚矩形板屈曲特性的状态空间解法

基于一阶近似理论,运用最小势能原理推导出计入横向剪切效应时板屈曲问题的基本方程;针对一对边简支,另一对边任意支承的矩形板,给出了确定其临界载荷封闭解的状态空间法.并附有算例和讨论.     

功能梯度材料板Ⅱ型裂纹的断裂力学研究

对含Ⅱ型裂纹正交异性功能梯度材料的应力场和位移场进行理论分析,并首次推导出正交异性功能梯度材料的裂纹尖端应力场、位移场和梯度应力强度因子的理论计算公式.本研究成果对功能梯度材料的断裂分析有重要的工程使用价值和理论价值.     

中厚矩形板屈曲特性的状态空间解法

基于一阶近似理论,运用最小势能原理推导出计入横向剪切效应时板屈曲问题的基本方程;针对一对边简支,另一对边任意支承的矩形板,给出了确定其临界载荷封闭解的状态空间法.并附有算例和讨论.     

带圆开孔的功能梯度矩形板的自由振动分析

为研究带圆开孔功能梯度矩形板的自由振动特性,基于一阶剪切变形理论及等几何分析建立了计算模型,采用精确几何建模的非均匀有理B样条(NURBS)基函数描述场变量,实现了计算机辅助设计(CAD)与有限元分析(FEA)的无缝结合。与相关文献对比验证了该方法的精确性,并讨论了边界条件、梯度指数、长宽比、板厚度及开孔半径对矩形板固有频率的影响。数值算例表明,等几何分析具有较高的精度,能有效求解带圆开孔功能梯度板的振动问题。     

带圆开孔的功能梯度矩形板的自由振动分析

为研究带圆开孔功能梯度矩形板的自由振动特性,基于一阶剪切变形理论及等几何分析建立了计算模型,采用精确几何建模的非均匀有理B样条(NURBS)基函数描述场变量,实现了计算机辅助设计(CAD)与有限元分析(FEA)的无缝结合。与相关文献对比验证了该方法的精确性,并讨论了边界条件、梯度指数、长宽比、板厚度及开孔半径对矩形板固有频率的影响。数值算例表明,等几何分析具有较高的精度,能有效求解带圆开孔功能梯度板的振动问题。     

含孔橡胶矩形板的单向压缩

在船舶和海洋工程领域,以橡胶材料为代表的超弹性材料应用越来越广泛,故研究橡胶材料的损伤和破坏的力学机理是一个非常现实的重大课题.该文力求通过研究橡胶材料的空穴萌生和增长来了解超弹性材料的损伤和破坏的力学机理.利用高玉臣给出的一类应变能函数分析了含单个微孔橡胶矩形板在受单向压缩作用下生长的有限变形问题.利用不可压缩条件确定了矩形板的变形模式,此变形模式含有2个物理意义完全不一样的参数,其中一个参数可由远场的变形状态确定,另一个参数可用最小势能原理导出变分近似解.进而给出了反映微孔变形的参数与外载间的关系,以及孔边应力分布的解析解.结果显示,高玉臣给出的应变能函数能较好地描述橡胶材料的有限变形特性,含有单个圆柱微孔的三维橡胶矩形板受压与受拉时的力学特性相差较大.     

柱壳纯弯曲内时弹塑性屈曲分析和计算

首次将内时理论应用于屈曲问题，由具有非保守性质的内时虚功变分方程，研究了柱壳在纯弯曲下的塑性屈曲响应。结果显示了卡门－钱学森关于屈由“跳跃理论”的性质，证实了湘利关于塑性屈曲临界载荷不唯一的提法，表明了塑性屈曲破坏是一个相继屈曲的过程。     

功能梯度材料板中弹性波的传输系数研究

研究了置于流体中无限大各向同性功能梯度材料板相对于入射弹性波的传输系数.首先给出弹性波在多层介质中传播的循环刚度矩阵计算方法,然后利用该方法计算了弹性模量以幂函数形式变化、泊松比不变的功能梯度材料板相对于入射弹性波传输系数,分析了材料性能的梯度变化对传输系数与频厚积关系的影响.结果表明当频厚积较大时,材料性能的梯度变化明显影响弹性波的传输系数.     

功能梯度材料的进展

功能梯度材料是一种新型复合材料，介绍了功能梯度材料的概念，制备工艺，应用领域，设计方法及其特征评价，并讨论了功能梯度材料研究的主要方面。     

未加载边转动弹性约束的正变异性矩形板的屈曲后分析

基于Ｋａｒｍａｎ型大挠度方程，由三角级数与正交多项式构成挠度试函数，用加权残数法分析了未加载边转动弹性约束的正交异性矩形板的屈曲后性能。数值结果说明本文方法可行。     

未加载边转动弹性约束的正交异性矩形板的屈曲后分析

基于Ｋａｒｍａｎ型大挠度方程，由三角线数与正交多项式构成挠度试函数，用加权残数法分析了未加载边转动弹性约束的正交异性矩形板的屈曲后性能。数值结果说明本文方法可行。     

稳态热传导下功能梯度材料实心圆板的热响应分析

利用推广后的Main和Spencer功能梯度板理论,研究了横观各向同性功能梯度实心圆板在非均布温度场作用下的热弹性问题。采用该理论中的位移展开公式,在板厚度方向上考虑热传导引起的稳态温度场,材料常数和热传导率沿板厚方向可以任意连续变化。基于三维弹性理论,最终得到了功能梯度实心圆板在温度场作用下的热响应解答。通过数值算例分析,验证了该方法的正确性,另外还讨论了边界条件、材料梯度变化程度和板厚径比对功能梯度实心圆板热弹性响应的影响。