復合梯度EFBC和EFBF板變物性冷卻瞬態(tài)熱應力.pdf

1、為了研究在冷卻邊界條件下夾FGM金屬和陶瓷無限長EFBC和ECBF復合板變物性熱應力分布規(guī)律及其影響因數(shù)，據(jù)熱力學三大定律并結(jié)合材料本構(gòu)關系，從熱傳導基本方程和其相應的泛函出發(fā)，在空間域內(nèi)，采用變分有限元法，在時間域內(nèi)，采用有限差分法。溫度場模式采用線性插值函數(shù)，建立熱傳導有限元基本方程。在此基礎上，根據(jù)熱彈性理論，對復雜積分采用辛普生數(shù)值積分方法，推導出熱應力場基本方程。根據(jù)熱傳導和熱應力基本方程，采用FORTRAN77計算機高級語言

2、，編寫計算程序，通過將所研究的問題蛻化后的結(jié)果與已有文獻結(jié)果對比的方法驗證了研究方法的正確性。對梯度層的物性系數(shù)采用細觀力學模型，通過數(shù)值計算和分析，得到了具體由Ti-6Al-4V/ZrO2組成的復合FGM板的變物性瞬態(tài)熱應力分布規(guī)律，研究了變物性、孔隙率A、組分分布形狀系數(shù)M以及梯度層厚度等因數(shù)的影響。得出如下結(jié)論:
　　 (1)梯度層厚度對EFBC、EFBF復合板影響為:隨著FGM層厚度的增加，復合板的熱應力分布越緩和;

3、r>　　 (2)梯度層孔隙率對EFBC、EFBF復合板影響為:孔隙率越小材料越致密，孔隙率越大材料分布就不均勻，孔隙率A越小復合板熱應力曲線變化越小;
　　 (3)當材料的組分分布形狀系數(shù)M＜1時復合板熱應力曲線會產(chǎn)生突變，當M=1時熱應力曲線平滑且無突變，而當M＞1時，隨著時間的增加，復合板的熱應力曲線變化增大。綜上所述，M=1時的熱應力曲線比較理想;
　　 (4)在梯度層板厚、孔隙率A、組分分布系數(shù)M相同的條件下，