沿厚度方向功能梯度柱形板弯曲的分析论文

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1、南昌大学硕士学位论文沿厚度方向功能梯度柱形板的弯曲分析姓名：杨雪飞申请学位级别：硕士专业：力学指导教师：彭南陵20120605摘要㈣㈣IIIIIr10lllllllllfIIillllrY2142140功能梯度材料(简写FGM)是一种比较特殊的非均匀材料。从日本科学家首次提出其设计概念以来，功能梯度材料的研究便引起了广大学者的极大关注。虽然最初提出功能梯度材料的设想仅仅是应用于航空航天领域，但由于功能梯度材料的特殊的力学性能，目前它已经被广泛应用于电子、化学、核能、光学、声学、生物医学及土木工程等诸多领域。对功能梯度材料的研究，既有丰富理论研究需要，也有实际工程应用的需要。由于功能梯度材料

2、的不均匀性，所以对这种材料的结构的理论分析增加了难度。本文是在以往研究，主要是在Spencer的各向同性功能梯度板精确解的基础上进行研究，对沿厚度方向功能梯度柱形板建立弹性力学基本方程，对材料各向同性和正交各向异性两种情况进行分析，在板面受到均布荷载作用下，同时假设板在一个方向上是无限长，从而得到了功能梯度板柱面弯曲问题的弹性力学解，并且通过算例分析，讨论了不同边界条件和梯度变化程度对功能梯度板静力响应的影响。关键词：功能梯度板；正交各向异性；弹性力学解AbstractFunctionallygradedmaterials(abbreviatedFGM)isaspecialnon·unif

3、ormmaterials．SincetheJapanesescientistsfirstproposedthedesignconcept，thestudyoffunctionallygradedmaterialshasarousedgreatconcemofthemajorityofscholars．Althoughinitiallyproposedtheideaoffunctionallygradedmaterialsareonlyusedintheaerospacefield，thespecialmechanicalpropertiesoffunctionallygraded，itha

4、sbeenwidelyusedinelectronics，chemical，nuclearenergy,optics，acoustics，biomedicalandcivilengineeringmanyotherareas．Thestudyoffunctionallygradedmaterials，bothrichtheoreticalresearch，butalsotheneedsofpracticalengineeringapplications．Duetotheheterogeneityoffunctionallygradedmaterials，thetheoreticalanal

5、ysisofthestructureofthismaterialmoredifficult．Thisarticleisinthepast，Spencer'suniformandnontmiformelasticmaterialtheexactsolutiononthebasisofthestudytoestablishthebasicequationsofelasticity,thethicknessofrectangularfunctionallygradedplatesandanalysisofmaterialsforisotropicandorthotropicintheplates

6、urfaceareuniformlydistributedLoadsatthesametimeassumethattheplateisinfinitelylonginonedirection，resultinginafunctionallygradedplatecylinderbendingelasticitysolutionandanumericalexampletodiscussthedifferentboundaryconditionsandthedegreeofgradientoffunctionallygradedplate、析thstaticforceresponse．KeyW

7、ords：Functionallygradedmaterial；Orthotropic；ElasticitySolutionII第一章绪论1．1功能梯度材料(FGM)简介在自然界，存在着一类特殊的非均匀材料，它们的材料组分在空间连续变化。如毛竹的茎，从外侧坚韧的竹青逐渐过渡到内侧脆弱的竹黄，中间没有明显的界面。具有类似性质的还有贝壳和动物的骨头等。我们将这种材料组分在空间连续变化，且具有特定功能的材料，称之为功能梯度材料