梯度功能材料的制造方法及应用

梯度功能材料是组分和结构呈连续变化的先进材料，由于它具有优异的性能和特殊的功能，使其填补了合金化材料和复合材料应用领域的空白，具有广阔的应用前景。本文详细叙述了梯度功能材料的设计思想和制造方法，论述了梯度功能材料的应用领域及其研究现状。     

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．     

W-Mo-Ti功能梯度材料的断口形貌研究

目前，金属-金属功能梯度材料的研究开发是材料科学领域的一大热点，但对采用共沉降法制备的金属-金属功能梯度材料微观组织的研究还很少，因而对此种功能梯度材料进行显微分析显得尤为重要．采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)，对共沉降法制备的W—Mo—Ti系功能梯度材料的显微组织、断口形貌进行了较详细的研究．     

对称型梯度功能材料的瞬态热应力强度因子

采用摄动法推导出无限大对称型梯度功能材料平板的一维非定常温度场及非定常热应力场的解析表达式。并采用权函数法计算了受热冲击的含双边裂纹的对称型梯度功能材料平板的瞬态热应力强度因子，通过两种Al2O3/TiC系梯度功能陶瓷平板表面冷却条件下的计算实例并与均质陶瓷材料对比，分析了材料的热，物理性能分布规律对瞬态热应力强度因子的影响，并提出高抗热震性梯度功能陶瓷的设计原则。     

功能梯度材料零件快速成型方法

针对现有快速成型技术难以成型具有复杂材料属性的多维功能梯度材料零件问题,以功能梯度材料零件为研究对象,研究了一维、二维及多维功能梯度材料零件的快速成型方法,并应用该方法选取一维、二维功能梯度材料零件进行了实验验证。     

梯度功能材料热应力缓和优化设计

在研究梯度功能材料热应力缓和优化问题时,提出了一个分析梯度功能材料中间层体积组分规律的关系式,并运用这个关系式,结合优化理论,对热应力缓和梯度功能材料进行了计算,并得出一些对梯度功能材料设计有价值的结论。     

梯度功能材料热应力缓和优化设计

在研究梯度功能材料效应力缓和优化问题时,提出了一个分析梯度功能材料中间层体积组分规律的关系式．并运用这个关系式．结合优化理论,对效应力缓和梯度功能材料进行了计算,并得出一些对梯度功能材料设计有价值的结论。     

梯度功能高分子材料的研究

概括了国内外梯度功能高分子材料的研究近况，介绍了高分子梯度结构的类型、溶液扩散制备法、高分子梯度结构表征方法、形成机理、材料特性和应用等。     

梯度功能材料热传导问题的泛函和变分原理

本文尝试从梯度功能材料热传导问题的控制方程出发，证明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量约函数时的三维热传导问题的泛画是存在的，导出了相应约泛函，建立了相应的变分原理．     

一次铸造成型功能梯度材料

爱尔兰都柏林大学（UCD）的研究人员开发出一种廉价的一次铸造成型功能梯度材料的方法。功能梯度材料在同一部件中，可根据部件不同部位的性能要求形成不同的材料性能。这种称为“铸造转移铸造”（CastDecantCast）（CDC）的工艺，可在一道铸造工序中生产功能梯度材料。     

梯度功能材料的断裂准则

基于断裂力学的能量释放率理论，研究了平面应变条件下梯度功能材料的Ⅰ，Ⅱ型复合裂纹问题．讨论了裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子，建立了具有一般性的梯度功能材料的断裂准则即能量释放率判据．     

梯度功能材料热传导问题的泛函和变分原理

本文尝试从梯度功能材料热传导问题的控制方程出发，证明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维热传导问题的泛函是存在的。导出了相应的泛函，建立了相应的变分原理。     

功能梯度材料的研究现状及应用

为了对功能梯度材料的发展趋势进行探讨,从功能梯度材料的概念、性质、开发背景、研究现状（包括材料设计、材料制备、材料性能评价）以及在航天、核领域、生物医学、化学、电磁、民用建筑等方面的广泛应用．对功能梯度材料以后的发展趋势进行了简单的预测．同时指出,功能梯度材料的研究应将基础理论研究同工艺制造及性能评价结合起来,以促进梯度材料技术更快发展．     

功能梯度材料的发展,制备方法与应用前景综述

功能梯度材料是一种新型的功能材料,本文对功能梯度材料的发展,制备方法广泛的应用与前景进行了概要的介绍     

梯度功能材料的梯度设计与应力分析

采用有限元分析软件,对316L/ZrO2层状复合材料和不同层数的梯度功能材料进行了热应力和拉应力分析,为实验制备316L/ZrO2梯度功能材料确定了最佳梯度层数。结果表明:热工作时温度在梯度功能材料内部是逐层过渡的;梯度功能材料有良好的应力缓和能力;随着层数的增加,热应力缓和能力和抗拉伸能力越来越强,当层数增至五层时,材料内部产生的拉应力不再递减,稍有增加,经综合分析确定了材料的最佳梯度层数为四层。     

功能梯度材料结构拓扑优化设计研究

在航天飞行器材料与结构的设计中,提高性能和减轻重量始终是两大主要任务.功能梯度材料(FGM)的概念是针对高速航天器中材料的应力缓和问题提出的;拓扑优化则是现代优化设计中减重设计的重要手段.文章根据拓扑优化的概念和功能梯度材料的概念之间存在的紧密联系,本质上都考虑了材料属性的连续性改变,基于SIMP模型,并采用凸规划求解策略以及周长控制方法,实现了功能梯度MBB梁和功能梯度夹层结构中夹芯的拓扑构型设计,设计结果揭示了功能梯度材料中性能指数和材料模型对优化构型中材料分布的影响规律.     

功能梯度材料在热障涂层活塞上的应用研究

介绍了作为热障涂层活塞的功能梯度材料的应用机理、材料特性组合方 案、依据及优化设计方法。并制备出了符合要求的功能梯度材料。     

压铸模功能梯度材料涂层数值模拟

压铸模模具的表面质量对模具的使用寿命影响很大,在压铸模表面涂覆功能梯度材料涂层可以有效延长模具使用寿命.采用幂函数来描叙功能梯度涂层材料成分的分布情况,用幂函数的指数来表示梯度的分布规律.功能梯度材料涂层被分为20层,每层中功能梯度材料成分按照幂函数形式分布.功能梯度材料的性能参数采用简单混合物运算法则计算.用有限元软件对涂覆有一定厚度不同梯度指数涂层的模具应力进行分析.先分析相同厚度不同梯度指数时涂层应力分布,确定合适的梯度分布指数,然后以这个梯度指数分析不同厚度功能梯度材料涂层的应力.计算的数据表明:梯度指数为1.5左右,厚度为15μm时,表面最大应力较小,涂层应力分布最合理.     

功能梯度材料在热障涂层活塞上的应用研究

介绍了作为热障涂层活塞的功能梯度材料的应用机理、材料特性组合方案、依据及优化设计方法。并制备出了符合要求的功能梯度材料。     

任意梯度分布功能梯度板条平面裂纹分析

提出一种可以分析任意梯度功能梯度材料的分层模型,并采用该模型研究功能梯度板条平面裂纹问题.采用Fourier变换和传递矩阵法将该混合边值问题化为奇异积分方程组,通过数值求解获得应力强度因子.考察了分层模型的有效性,还讨论了材料梯度变化形式、结构几何尺寸和材料梯度参数对裂纹应力强度因子的影响,发现结构几何尺寸、材料梯度变化形式、以及材料梯度参数均对应力强度因子有显著影响.