組分對常物性2D-FGM板平面瞬態(tài)冷卻熱應(yīng)力的影響.pdf

1、本文選取常物性Al1100/Ti-6Al-4V/ZrO2FGM板作為研究對象，依據(jù)Kerner細觀力學(xué)法則定義其物參模型，并基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論，導(dǎo)出了常物性2D-FGM平面熱彈性力學(xué)問題的基本控制方程，建立了其平面熱傳導(dǎo)問題及熱應(yīng)力問題的變分定理，推導(dǎo)出了該力學(xué)問題的有限元基本方程，進而獲得其數(shù)值計算結(jié)果，并應(yīng)用數(shù)學(xué)分析法得到簡化后的解析結(jié)果，與有限元數(shù)值結(jié)果進行對比，檢驗了研究結(jié)果的正確性。最后，根據(jù)計算結(jié)果，獲得了常物性2D-FG

2、M平面區(qū)域瞬態(tài)冷卻熱應(yīng)力分布圖形，同時分析了組分分布形狀系數(shù)對其影響。
　　結(jié)果表明:組分分布形狀系數(shù)mx和my對2D-FGM板瞬態(tài)冷卻熱應(yīng)力分布影響頗大，隨著mx和my的增大，應(yīng)力場分布越來越均勻。當(dāng)上邊界采用不同的加熱溫度函數(shù)時，mx(my)等于1.0，my(mx)從1.0增加到10.0時，整個FGM平面內(nèi)各位置處的熱應(yīng)力都是逐漸增大的。當(dāng)上下邊界分別施加加熱溫度函數(shù)Tb=1300K、Ta=500K，mx等于1.0，my從1.

3、0增加到10.0時，點x/l，x/b(0.5，0.5)處的應(yīng)力值從340MPa增加到920MPa，增加了63％;my等于1.0，mx從1.0增加到10.0時，板內(nèi)最小應(yīng)力值從260MPa增加到440MPa，增加率為40.9％。
　　結(jié)構(gòu)幾何形狀及邊界條件均關(guān)于軸(x)=x/l=0.5對稱，若考慮到熱導(dǎo)率的不同，其應(yīng)力場表現(xiàn)為非對稱分布，從左到右板中的應(yīng)力值均由大變小，例如，當(dāng)上邊界加熱溫度函數(shù)為Tb=1300K，my=10.0時，