功能梯度高阶剪切梁有限元动力特性分析.pdf

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3、５－０５－２－－１学位授予日期２０１５０６２６答辩委员会主席刘焕义教授论文评阅人广西大学学位论文原创性和使用授巧声明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巧所取得的研究成果。除己特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体己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一。与我同工作的同事对本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归属广西大学。本

4、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口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：□保密，在年解密后适用授权。白＾保密。＂＂ｘ上相应方框内巧Ｖ槽在ｙ）雀支考反户去＾论文作者签名：日期：＞、指导教师签名曰期之Ａ／ｒ矣＂作者联系电话：１电子邮箱；功能梯度高阶剪切梁有限元动力特性分巧摘要功能梯度材

5、料作为一种应现代材料科学需求的新型非均匀复合材料，其材料宏观特性可实现沿结构某一方向或多个方向连续变化。由于其特殊的材料属性，目前已在国际上引起广泛地重视和关注。通过材料的梯度设计、主木工程等领域展现出新的引，功能梯度材料在航空航天、生物医药力和应用前景。假设材料属性沿唇度方向Ｗ幕函数形式连续变化，本文对功能梯度梁进行了有限元动力特性分析。首先，就功能梯度Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的Ｃ型单元。在细长梁有限元分析计算时，出现的剪切锁死问题现象，通过构造Ｇ型单元来解决该剪切锁死问题，并分析比较了低次单

6、元和髙次单元的正确性和通用性，基于高阶剪切变形梁理论巧ＳＤＢ巧，利用达朗贝尔原理并将。然后其运用到虚功原理中，推导了功能梯度梁自由振动的动力平衡方程。针对一功能梯度髙阶剪切变形梁，导出了种单结点四自由度高阶梁单元，建立其通用的有限元格式。基于大型有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ平台，研制开发相应的计算程序。在不同跨高比、材料梯度指数、单元数化及不同边界条件下，采用导出的单元分析求解了功能梯度梁自由振动的基本频率。通过与文献解析解对比，验证了功能梯度高阶剪切梁有限元格式和高阶梁单元的精碗性和适用性。

7、最后通过算例验证，定性地给出了材料梯度指数、跨高比化及弹性模量等参数对功能梯度梁自由振动基本频率的影响规律，并分析比较了功能梯度Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁和功能梯度高阶剪切梁在高阶频率求解时的差异性。关键词：功能梯度梁式结构有限单元法Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁理论动力特性高阶剪切变形梁理论ＩＤＹＮＡＭＩＣＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬＬＹＧＲＡＤＥＤＨＩＧＨＥＲ－ＯＲＤＥＲＢＥＡＭＳＢＹＴＨＥＦＩＮＩＴＥＥＬＥＭＥＮＴＭＥＴＨＯＤＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓａｎｅｗ

8、ｋｉｎｄｏｆｉ址ｏｍｏｅｎｅｏｕｓｃｏｍｏｓｉ化ｍａ化ｒｉａｌｓｆｉｍｃｔｉｏｎａｌｌｒａｄｅｄｇｐ，ｙｇｍａｔｅｒｉａｌｓＦＧＭｓａｒｅｍａｄｅｆｏｒｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｍｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅ．（）ｑＴｈｅｍａｔｅｒ