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《湖南大学》 2011年
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复杂环境下功能梯度圆柱壳结构的屈曲行为分析

郑红艳  
【摘要】:功能梯度材料是由两种或两种以上的材料复合而成的一种新型先进非均匀复合材料,其材料性质在空间位置上呈连续变化,从而消除了材料性能的突变,能应用于许多特殊的工作环境并能承受复杂载荷。该材料具有较高的机械强度、抗热冲击性能、耐高温性能等特点。由于这些优良的特性,功能梯度材料逐步广泛应用于精密仪器、航空航天、自动控制、办公自动化、微型机械系统、微装配、精密定位等领域。 本论文以功能梯度材料为研究对象,假设功能梯度材料的物理性能参数沿结构的厚度方向呈幂函数形式连续变化,综合考虑温度场效应、电场效应和几何非线性等因素,建立了复杂环境下功能梯度圆柱壳结构的运动控制方程和热传导方程。基于板壳理论、多场耦合理论、热力学传导原理和粘弹性理论,综合利用Galerkin法、有限差分法、Newmark法和迭代法分别对多场耦合下FGPM圆柱壳的弯曲问题,环筋FGM圆柱壳屈曲问题,含初始缺陷粘弹性FGM圆柱壳非线性蠕变屈曲和后屈曲问题,热环境下的纤维增强压电层和FGM圆柱壳的屈曲和后屈曲问题进行了求解。并讨论上述诸因素对FGM圆柱壳结构的屈曲和后屈曲行为的影响,揭示了复杂环境下FGM圆柱壳结构的破坏机理。 本论文工作将丰富和发展智能材料结构力学、多场耦合力学、非线性力学和粘弹性力学,同时为功能梯度结构的安全评定、优化设计和在线检测等提供理论依据,并具有重要的理论和工程实际应用价值。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB12

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【参考文献】
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