功能梯度timoshenko梁有限元动力分析

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1、分类号UDC0343．8硕士学位论文功能梯度Timoshenko梁论文答辩日期有限元动力分析张晓磊2Q13=Q5墨2学位授予日期2Q13=竖=3Q广西大学学位论文原创性和使用授权声明删本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均己在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权

2、归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用授权。洄不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：裂幼毳妻主竺!茎雯：蚍作者联系电话：7。J日期．沁∥／名．秒黧／≯节日觌泸t；．6㈡电子邮箱：弘7矽伊zp夕乃堋7功能梯度Timoshenko梁有限元动力分析摘要功能梯度材料是一种

3、材料属性可以随着部位的不同连续变化的新型非均质复合材料。由于不同的分布特征，功能梯度梁式结构作为一种结构功能单元在航天航空工程、化学工程、土木工程等其他工程已经展现出充分的新引力和应用前景。本论文分析研究了材料参数属性在厚度方向按照简单的幂函数形式分布的功能梯度梁的动力性能特征。通过将达伦贝尔原理运用到虚功原理中，就可以推导出基于Timoshenko梁理论的系统运动平衡方程。作为一种最有名的数值计算方法，论文建立了其通用的有限元格式。并且运用有限单元法来求解了在不同边界条件、跨高比、不同单元划分、不同材料分布等情况下的自由振动基本

4、频率。并且验证了上述参数的不同对频率的影响和对结果的贡献。通常由于较大的跨高比引起的Ttmoshenko梁的剪切锁死问题在这里得到了很好的解决。论文中使用的解决方法包括与减缩积分等效的假设剪切应变、使用高阶单元和选择插值函数。对于选择插值函数法给出了一种3节点8自由度的梁单元形式。通过与参考文献的对比分析，功能梯度Timoshenko梁的剪切锁死问题也得到了很好解决。关键词：功能梯度材料Timoshenk梁理论自由振动有限单元法ⅡDYNAMICANALYSISOFFUNCTIONALLYGRADEDTIMOS胍NKOBEAMBYT

5、唧FINITEELEMENTl讧ETHoDFunctionallygradedmaterials伊GMpisanewkindofinhomogeneouscompositematerialswiththecontinuouslyvaryingmaterialpropertyinduc烈lbythespatialdistributionoftheircomponents．Duetotheirunique咎adedfeature，FGMsbeam-likestructureshavebecomeattractiveforpotenti

6、alapplications弱structuralandfunCtioualelementsinaerospaceengineering,chemicalengineering,civilengineeringaswell舔manyotherengineering．Inthethesis，thedynamiccharacteristicsoffunctionallygradedbeamwithmaterialgraduationthroughthethicknessfollowingasimplepowerlawdistribut

7、ionareinvestigated．ThesystemofequationsofmotionisderivedbyapplyingtheDarrenBell’SprincipleintotheprincipleofvirtualworkundertheassumptionsoftheTtmoshenkobeamtheory．ForthefunctionallygradedTimoshenkobeam,ageneralfiniteelementpatternisdevelopedtoanalyzethefundamentalfre

8、quenciesoffreevibrationwithdifferentboundaries，slendernessratios，elementnumbers，differentmaterialdistribution,etc．mdifferenc