復(fù)合材料圓筒形薄殼熱屈曲問(wèn)題研究.pdf

1、新型材料的出現(xiàn)給航空航天、汽車、醫(yī)學(xué)等行業(yè)向著更高端產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了契機(jī)，但伴隨著它的廣泛應(yīng)用也帶來(lái)了諸多問(wèn)題，比如力學(xué)問(wèn)題就是大家所關(guān)注的一個(gè)重要方面，其中熱屈曲力學(xué)行為成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)也是難點(diǎn)。為此本文借助Donnell薄殼理論推導(dǎo)了圓筒形薄殼熱屈曲臨界溫升的理論解，研究了金屬材料、功能梯度材料(FGM)和纖維樹(shù)脂復(fù)合材料圓筒形薄殼的熱屈曲行為，并結(jié)合有限元數(shù)值解驗(yàn)證和對(duì)比分析，對(duì)理論解進(jìn)行修正。主要工作和結(jié)論如下:
　　(1

2、)根據(jù)Donnell簡(jiǎn)化準(zhǔn)則，利用Timoshenko推導(dǎo)方法，通過(guò)聯(lián)立幾何方程、物理方程、平衡方程和邊界條件，推導(dǎo)出金屬材料圓筒形薄殼在均勻溫升下的熱屈曲理論解。然后利用有限元數(shù)值方法，得到金屬圓筒形薄殼在均勻溫升下的特征值，即臨界溫升。最后通過(guò)對(duì)比分析，進(jìn)而提出修正系數(shù)，完善金屬材料圓筒形薄殼在均勻溫升下的熱屈曲理論解。
　　(2)分別根據(jù)Timoshenko推導(dǎo)方法和von Mises推導(dǎo)方法，推導(dǎo)出FGM圓筒形薄殼在均勻溫

3、升下的兩種熱屈曲理論解，結(jié)果顯示兩種理論推導(dǎo)結(jié)果誤差小于1％，表明理論計(jì)算結(jié)果的一致性。同時(shí)利用有限元數(shù)值計(jì)算方法，求得FGM圓筒形薄殼在均勻溫升下的特征值。通過(guò)比較理論解和數(shù)值解，進(jìn)而提出修正系數(shù)，完善FGM圓筒形薄殼在均勻溫升下的熱屈曲理論解。
　　(3)根據(jù)Donnell簡(jiǎn)化準(zhǔn)則，利用von Mises方法，推導(dǎo)出纖維樹(shù)脂材料圓筒形薄殼在均勻溫升下的熱屈曲理論解，并利用有限元數(shù)值方法，求得到纖維樹(shù)脂材料圓筒形薄殼在均勻溫升下