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《合肥工业大学》 2007年
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功能梯度材料断裂分析的一种计算模型及其应用

吴坤铭  
【摘要】: 功能梯度材料是一种新型的复合材料,其断裂力学分析对材料的优化设计至关重要,然而功能梯度材料参数可以在空间的某个方向上按任意连续函数变化,这给断裂力学分析带来很大的数学困难。针对这一点,本文应用前人的一个计算模型:即将功能梯度材料分成若干个子层,在每个子层中,假设材料参数沿厚度方向按线性函数变化,在各子层界面上材料参数连续并且等于它(们)在该处的实际取值,并通过算例表明该模型十分有效。 同时本文从研究功能梯度材料的路径守恒积分出发,对功能梯度材料断裂问题的J~*积分进行推导,在分析其代表的物理意义之后,以其作为表征功能梯度材料裂纹尖端场强度的参量进行研究。 最后,本文采用有限元法结合文中模型研究了功能梯度材料中裂纹与梯度方向成一定角度时裂尖场的应力强度因子的变化趋势。 通过研究表明该模型和J~*积分对于功能梯度材料的断裂力学分析十分有效,以期为今后这方面的研究提供一定的理论依据和基础。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O346.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘朋;基于有限元的大型磨机回转体疲劳寿命研究[D];河南科技大学;2012年
2 门海涛;壳聚糖基仿生梯度材料的制备与性能[D];吉林大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 何沛祥,李子然,吴长春;无网格法与有限元法的耦合及其对功能梯度材料断裂计算的应用[J];中国科学技术大学学报;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 周小平,周瑞忠;无单元法研究现状及展望[J];工程力学;2005年01期
3 周瑞忠,周小平,吴琛;数值方法进展:从连续介质到离散粒子模型[J];工程力学;2005年S1期
4 杨菊生,李九红,赵钦;连续—非连续结构应力分析现状与进展[J];工程力学;2005年S1期
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9 何沛祥,孙昌玲;一种自适应影响域半径无网格Galerkin法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年01期
10 边燕飞;何沛祥;程媛媛;;一种自适应影响域半径无网格Galerkin法的应用研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
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3 杨菊生;李九红;赵钦;;连续-非连续结构应力分析现状与进展——第十四届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
4 周瑞忠;周小平;吴琛;;数值方法进展:从连续介质到离散粒子模型——第十四届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张祖军;无网格法及其在注塑充填数值分析中的应用[D];华南理工大学;2010年
2 叶红;风化岩体中压力型锚索锚固机理与设计方法研究[D];武汉理工大学;2010年
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4 夏平;无网格局部径向点插值法及其在中厚板问题中的应用[D];湖南大学;2009年
5 李艳松;磁电弹性材料断裂问题理论与数值解法[D];东北大学;2010年
6 马新建;最小二乘无网格法的改进及其拓展应用研究[D];南京理工大学;2012年
7 王志亮;软基路堤沉降预测和计算[D];河海大学;2004年
8 李树忱;断续节理岩体的无风格流形方法和实验研究[D];上海大学;2004年
9 杨昌棋;力学测试与计算中的若干技术研究[D];重庆大学;2004年
10 李九红;复变量无网格方法及其应用研究[D];西安理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱传锐;基于扩展有限元和水平集理论的裂纹扩展问题研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘壮添;工程结构的FEM-MFREE耦合计算研究[D];昆明理工大学;2008年
3 张俊贤;题解无网格法及其与有限元法的比较研究初步[D];烟台大学;2010年
4 井璐璐;功能梯度材料的无网格Kriging法研究[D];太原科技大学;2011年
5 王中钢;EFG显式非线性动力学计算平台开发及应用[D];中南大学;2010年
6 李海龙;无网格伽辽金法精度分析与本质边界条件的处理[D];燕山大学;2010年
7 陶宪斌;功能梯度材料弹塑性损伤耦合分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 康杰;辽宁葠窝水库混凝土重力坝闸墩裂缝成因力学分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 吕鹏;无网格—有限元耦合法在工程问题中的研究及应用[D];燕山大学;2012年
10 肖潇;基于SPH的水动力数学模型[D];长沙理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 李若慧;程艳玲;;以壳聚糖为载体的药物新剂型[J];北京联合大学学报(自然科学版);2008年03期
3 张红松;王富耻;马壮;李淑华;冼文锋;成志芳;;等离子喷涂ZrO_2涂层的火焰喷烧和水淬热冲击[J];表面技术;2006年04期
4 卜恒勇;赵诚;卢晨;;功能梯度材料的制备与应用进展[J];材料导报;2009年23期
5 王立铎,孙文珍,梁彤翔,王英华,李恒德;仿生材料的研究现状[J];材料工程;1996年02期
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8 冯波;曾虹燕;袁刚;郭强;唐裕芳;;壳聚糖对葡萄果实的抑菌作用和涂膜保鲜技术[J];福建农业大学学报;2006年01期
9 邹俭鹏,阮建明,周忠诚,申雄军,周智华;功能梯度材料的设计与制备以及性能评价[J];粉末冶金材料科学与工程;2005年02期
10 陈斌,彭向和,范镜泓;生物自然复合材料的结构特征及仿生复合材料的研究[J];复合材料学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王岸娜;壳聚糖澄清猕猴桃果汁及其澄清机理的探讨[D];江南大学;2004年
2 胡巧玲;仿生层状结构壳聚糖医用材料的研究[D];浙江大学;2004年
3 刘亚平;新型粉体止血剂—壳聚糖/海藻酸微球的制备工艺及生物医学特性检测[D];第二军医大学;2006年
4 刘燕;金属材料表面仿生梯度纳米复合涂层的研究[D];吉林大学;2006年
5 周津慧;重大设备状态检测与寿命预测方法研究[D];西安电子科技大学;2006年
6 张国庆;零件剩余疲劳寿命预测方法与产品可再制造性评估研究[D];上海交通大学;2007年
7 孙远韬;机械结构裂纹诊断的数值分析方法与应用研究[D];武汉理工大学;2008年
8 王旭亮;不确定性疲劳寿命预测方法研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钱秀珍;壳聚糖棒材的制备与表征[D];浙江大学;2002年
2 谢昕;天然高分子的改性及其在水处理中的应用研究[D];西北师范大学;2003年
3 张欣;仿生艺术设计及其美学[D];武汉理工大学;2005年
4 贾亮;无网格—有限元耦合法研究及其断裂力学应用[D];西北工业大学;2006年
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6 邵景峰;仿生设计在汽车造型设计中应用的研究[D];上海交通大学;2007年
7 谢志东;结构疲劳强度分析及工程应用[D];浙江大学;2008年
8 黄晓阳;基于ANSYS的平板网架结构设置悬挂吊车疲劳载荷谱的编制[D];太原理工大学;2008年
9 曾婷;门座起重机载荷谱及裂纹扩展特性的研究[D];武汉理工大学;2009年
10 郭强;桥架类型起重机结构疲劳强度研究[D];武汉理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 宋康祖,陆明万,张雄;固体力学中的无网格方法[J];力学进展;2000年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 吕运冰,张开银,肖金生,温冬生;陶瓷/金属功能梯度材料圆筒的热应力分析[J];应用数学和力学;1999年04期
4 黄小林,沈惠申;热环境下功能梯度材料板的自由振动和动力响应[J];工程力学;2005年03期
5 王刚锋,亢一澜;功能梯度材料的断裂与屈曲驱动断裂的简化分析[J];工程力学;2002年01期
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7 杨科;王璠;;功能梯度圆柱壳的屈曲问题[J];中山大学学报(自然科学版);2008年S2期
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1 本报记者 郭铭华 见习记者 车轮;中试转化“铺路” 行业标准“护航”[N];黑龙江日报;2009年
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1 张恒良;动力机械应用功能梯度材料寿命评估与优化研究[D];华中科技大学;2011年
2 孙丹;功能梯度材料板中波的传播特性和冲击响应分析[D];湖南大学;2011年
3 洪轲;功能梯度材料中激光超声波频域特性的研究[D];南京理工大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 武敏;磁场驱动法制备Ni/环氧树脂功能梯度材料研究[D];浙江大学;2011年
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5 邓超;功能梯度材料扁锥壳的非线性振动和静动力稳定性分析[D];暨南大学;2009年
6 梁晓康;激光快速成形316L/Inconel718功能梯度材料的研究[D];大连理工大学;2010年
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9 张学忱;陶瓷/金属热障层活塞的研究[D];长春理工大学;2002年
10 陈野;基于不同梯度模式的功能梯度圆形弹性薄板的振动特性[D];吉林大学;2008年
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