熱彈耦合功能梯度圓板的熱沖擊屈曲.pdf

1、圓板被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程、土木結(jié)構(gòu)工程、微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、傳感器、航空器件等領(lǐng)域。在某種特定的情況下，這些結(jié)構(gòu)會受到熱沖擊的作用，為了保證結(jié)構(gòu)的安全使用，需對結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，求解獲得構(gòu)件的臨界屈曲載荷或者屈曲模態(tài)等，進(jìn)而去控制結(jié)構(gòu)的失效變形?？紤]熱彈耦合效應(yīng)，分析圓板在熱沖擊作用下的穩(wěn)定性在工程應(yīng)用中具有十分重要的意義。本論文研究熱彈耦合功能梯度圓板在熱沖擊下的動態(tài)熱屈曲，主要內(nèi)容如下：
　　基于經(jīng)典板理論，考慮材料熱

2、彈耦合效應(yīng)的影響，研究功能梯度材料圓板在熱沖擊載荷作用下的動態(tài)熱屈曲特性。分析中基于混合律模型假設(shè)功能梯度復(fù)合材料的物性參數(shù)為沿厚度坐標(biāo)方向按照冪指數(shù)形式連續(xù)變化，圓板的下表面受到均勻的熱沖擊載荷作用，圓板內(nèi)部的動態(tài)溫度場基于耦合熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行求解，并通過小擾動法求得板的臨界升溫載荷。討論了材料的梯度參數(shù)、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)和熱沖擊載荷參數(shù)等對臨界升溫載荷的影響。另外還建立了本問題有限元法求解的基本方程及求解過程。
　　研究結(jié)果表明：耦

3、合功能梯度圓板發(fā)生屈曲時的臨界溫度要高于相應(yīng)非耦合圓板發(fā)生屈曲時的臨界溫度，同時臨界溫度隨著徑厚比的增大而逐漸減小。對于本文所考慮的熱沖擊載荷，不同徑厚比的功能梯度材料圓板的臨界溫度參數(shù)都隨著體積分?jǐn)?shù)指數(shù)的增大而單調(diào)減小，且處于陶瓷圓板的臨界屈曲溫度和金屬圓板的臨界屈曲溫度之間。給定不同載荷參數(shù)和結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)時，臨界溫度隨載荷參數(shù)的增大而逐漸減小，但是當(dāng)載荷參數(shù)較大時，其對臨界溫度基本無影響。另外，功能梯度圓板的臨界溫度隨著載荷作用時間