點(diǎn)間隙約束下考慮剪切變形FGM梁和圓板的熱過屈曲研究.pdf

1、功能梯度材料(functionally graded material，F(xiàn)GM)是一種新型、非均勻復(fù)合材料，它是采用特定的材料制備工藝將具有不同性能的兩種或兩種以上組分材料按一定的設(shè)計(jì)要求組合起來，使材料組分梯度連續(xù)變化，從而消除傳統(tǒng)層合材料中的界面效應(yīng)、平緩熱應(yīng)力集中。在現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)GM結(jié)構(gòu)在熱載荷作用下的力學(xué)行為研究已成為固體力學(xué)新的研究方向。約束屈曲是構(gòu)件的屈曲變形由于受到某種約束的作用而不能自由發(fā)展的屈曲，這類問題在實(shí)際工

2、程中也有大量應(yīng)用，因此也成為固體力學(xué)中的一個(gè)經(jīng)典問題。本論文主要研究考慮剪切變形的FGM梁/板在橫向點(diǎn)間隙約束下的熱過屈曲響應(yīng)，研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)在精確考慮軸線伸長(zhǎng)和一階橫向剪切變形基礎(chǔ)上，建立了有橫向點(diǎn)間隙約束的功能梯度Timoshenko梁在非均勻升溫下的過屈曲大變形控制方程。假設(shè)FGM梁的材料性質(zhì)沿厚度方向按照冪函數(shù)連續(xù)變化，點(diǎn)間隙約束位于梁的中點(diǎn)附近并在梁的熱過屈曲變形范圍內(nèi)。采用打靶法數(shù)值求解了兩

3、端不可移夾緊FGM梁與點(diǎn)間隙約束接觸前、后的熱過屈曲響應(yīng)，給出了平衡構(gòu)形和平衡路徑，討論了材料梯度指數(shù)、上下表面升溫比、長(zhǎng)細(xì)比和間隙值等對(duì)梁的約束反力、構(gòu)形、內(nèi)力的影響。結(jié)果表明，隨著梁的長(zhǎng)細(xì)比的減小，剪切變形對(duì)FGM梁的熱過屈曲行為的影響趨于明顯。
　　(2)基于一階剪切變形板理論，建立橫向非均勻升溫下的FGM圓板在點(diǎn)問隙約束下的過屈曲大變形控制方程。假設(shè)FGM圓板的材料性質(zhì)沿厚度方向按照冪函數(shù)變化，且間隙值是在板的熱過屈曲變形