基于FEM的二維FGM板平面熱應(yīng)力研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文針對以往由Al1100和SiC兩種材料組成的一維FGM金屬/陶瓷結(jié)構(gòu)研究模型,提出以更具一般性的新型二維FGM Al1100/Ti-6Al-4V/SiC結(jié)構(gòu)作為研究模型,此模型為兩個方向呈梯度變化的二維FGM結(jié)構(gòu);采用符合實(shí)際的細(xì)觀力學(xué)預(yù)測的二維FGM熱力學(xué)物性參數(shù)模型,編寫適用于該新型結(jié)構(gòu)實(shí)用計(jì)算的程序,通過數(shù)值計(jì)算和分析,研究第一類加熱邊界條件下,采用二維FGM熱力學(xué)物性參數(shù)模型時二維FGM金屬/金屬/陶瓷結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度場和應(yīng)力場

2、隨mx和Ax的變化規(guī)律,以及熱力學(xué)邊界對應(yīng)力場的影響規(guī)律,并與只考慮物性參數(shù)沿厚度方向變化時一維FGM金屬/陶瓷結(jié)構(gòu)的結(jié)果進(jìn)行對比。
  二維FGM結(jié)構(gòu)溫度場的研究結(jié)果表明:
  二維FGM平板內(nèi)平均溫度梯度相對較小。mx=0.5時的二維FGM平板金屬富集區(qū)溫度梯度相對較大,最大溫差比一維時增大了15.6%,但陶瓷富集區(qū)溫度梯度相對較小,最大溫差減小了53%。隨著Ax的增大,二維FGM平板內(nèi)溫度曲面的形狀由Ax=0.0時的凹

3、曲面變?yōu)锳x=3.99時的凸曲面,尤其在板中x=0.1~0.5,y=0.2~0.5范圍內(nèi)變化趨勢最明顯。
  二維FGM結(jié)構(gòu)應(yīng)力場的研究結(jié)果表明:
  隨mx的增大,下表面金屬側(cè)的壓應(yīng)力減小,上表面陶瓷側(cè)的壓應(yīng)力增大。二維FGM板的應(yīng)力曲面在y方向較一維FGM板中變化趨勢緩和,應(yīng)力梯度較小。Ax越大,曲面上拱程度越大,應(yīng)力梯度越小,尤其在x=0.1~0.5,y=0.2~0.5范圍內(nèi)變化最明顯,其它位置變化不大。相同力學(xué)邊界下

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