多場(chǎng)耦合下智能材料圓柱結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為研究.pdf

1、智能材料是一種能感知外部環(huán)境變化，能夠判斷并適當(dāng)做出反應(yīng)的新型功能材料。智能材料是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，它使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)功能一體化。圓柱結(jié)構(gòu)是一類具有廣泛工程應(yīng)用背景的構(gòu)件，例如它可以作為槍管或炮管，并且還可以用來(lái)作為各種化工系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)的管道。
　　本論文選取了幾種具有代表意義的智能材料作為結(jié)構(gòu)的主要材料，如:壓電材料，功能梯度材料，物理參

2、數(shù)隨溫度改變而變化的材料等。本論文以智能材料圓筒、圓柱殼以及含熱障層的雙層結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，綜合考慮了他們?cè)跈C(jī)械荷載及多物理場(chǎng)（溫度場(chǎng)、電場(chǎng)和內(nèi)部流體作用）作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)問(wèn)題。本論文的研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新工作如下:
　　(1)在熱機(jī)耦合作用下，考慮材料粘彈性，建立了含孔隙的無(wú)限長(zhǎng)熱塑性聚合圓筒模型，借助Laplace變換與逆變換研究了圓筒的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，分析了溫度及孔隙率對(duì)熱塑性圓筒的力學(xué)性能的影響。
　　(2)基于經(jīng)典彈性力學(xué)理論，

3、借助有限差分法、Newmark法，研究了在熱沖擊載荷作用下無(wú)限長(zhǎng)雙層厚壁圓筒熱粘彈性動(dòng)力學(xué)行為，分析討論了各參數(shù)尤其是內(nèi)層隔熱材料的選取對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。
　　(3)基于經(jīng)典板殼理論和流體泊肅葉定律，討論了充滿流體圓柱殼在多場(chǎng)載荷作用下的彎曲變形問(wèn)題，對(duì)結(jié)構(gòu)的殼體部分和流體部分分別求得了解析解，然后著重分析了內(nèi)部流體流速以及粘滯系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。
　　(4)在前面研究的基礎(chǔ)上，綜合利用解析法和數(shù)值解法，分析了在多場(chǎng)耦合環(huán)