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《浙江大学》 2007年
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横观各向同性功能梯度圆板和环板的轴对称问题

李翔宇  
【摘要】: 功能梯度材料(Functionally graded material,简称FGM)是一种特殊的非均匀材料。FGM实现了结构与功能的统一,具有传统层合复合材料无可比拟的优势,是21世纪材料科学的发展方向。FGM的概念与压电学和磁电学相结合,进一步将材料科学推向了一个新的高度。 FGM在改变材料与结构设计思想的同时,也给科学研究带来了机遇和挑战。在当前的三维分析中,对FGM的物性参数的模拟常采用两种模型:(1)用某一具体的函数来进行模拟(例如指数函数或幂函数);(2)近似层合模型。前者往往不能描述功能梯度材料的多样性;后者总是近似意义上的,且对某些问题计算效率不高。 本文专门研究横观各向同性FGM轴对称结构(圆板和环板)的静力问题。在分析中将实心圆板的应力函数(或位移)展开成径向坐标的幂级数,其系数为厚度方向坐标的函数。通过巧妙的逐次积分,导出了解析形式的解,能精确满足基本方程和板的上下表面边界条件,而在板的柱面边界处则是在Saint-Venant意义上得到满足。主要工作包括: (1)研究了FGM弹性圆板受均布载荷作用或纯弯曲问题; (2)给出了压电圆板在均布载荷、纯弯曲以及电势差作用下的三维压电弹性力学解析解; (3)推导了磁电圆板在均布载荷作用下的三维解析解; (4)针对FGM弹性环板,开展了三维分析,得到了在均布载荷作用下的三维弹性力学解析解。 在上述工作中,对材料参数沿厚度方向的变化没有采取任何假设,同时弹性场/电场/磁场可以显式表出,一方面克服了已有三维分析的局限性,另一方面有助于材料参数的优化选择。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB303

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杨博;横观各向同性功能梯度板弯曲问题的弹性力学解[D];浙江大学;2011年
2 张会占;功能梯度材料结构的随机动态断裂与可靠性研究[D];汕头大学;2011年
3 郭永强;回传射线矩阵法的理论及其应用[D];浙江大学;2008年
4 赵莉;功能梯度材料平面问题的辛弹性力学解法[D];浙江大学;2010年
【参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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10 张琳楠,石志飞;简支梯度压电梁的解析解[J];北方交通大学学报;2002年01期
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4 杨博;横观各向同性功能梯度板弯曲问题的弹性力学解[D];浙江大学;2011年
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【同被引文献】
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7 陈来;五菱汽车步入效益扩张[N];中国商报;2000年
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9 朝阳;硬质合金业 竞争力提升呼唤自主创新[N];中国高新技术产业导报;2005年
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4 肖厦;多场耦合下功能梯度中空对称结构的力学行为研究[D];湖南大学;2010年
5 徐刚年;功能梯度梁的力学行为研究[D];兰州理工大学;2010年
6 黄恒;功能梯度壁板气动弹性响应研究[D];西南交通大学;2011年
7 杨雷;功能梯度圆板结构的非线性动态响应研究[D];湖南大学;2012年
8 丁小飞;功能梯度梁的无网格法研究[D];昆明理工大学;2013年
9 叶兴才;考虑温度效应的功能梯度圆板轴对称弯曲问题的弹性力学解[D];南昌大学;2013年
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