不同組分下FGM薄板的熱模態(tài)分析.pdf

1、功能梯度材料(FGM)是一種新一代先進(jìn)的非均勻復(fù)合材料，這種材料是由兩種或者兩種以上性質(zhì)不同的材料構(gòu)成的。由于它的材料屬性沿一個(gè)或多個(gè)方向呈連續(xù)梯度變化，F(xiàn)GM基本上消除了宏觀界面，因而其物理特性在結(jié)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有突變。在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究方面上，模態(tài)分析相當(dāng)?shù)闹匾B(tài)分析的重點(diǎn)又在于熱模態(tài)的分析。隨著當(dāng)代高速度航空器以及航天器的迅猛發(fā)展，熱模態(tài)分析的必要性更是得到了加強(qiáng)。因此，研究結(jié)構(gòu)的熱模態(tài)具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本研究主

2、要內(nèi)容包括：⑴研究功能梯度薄板的固有頻率和組分對(duì)其影響。首先，取Al1100/ZrO2FGM薄板作為研究對(duì)象，然后進(jìn)一步定義其物參模型，并基于經(jīng)典薄板理論，導(dǎo)出了FGM薄板的基本動(dòng)力方程。⑵由基本動(dòng)力方程推導(dǎo)出其有限元基本方程，進(jìn)而利用層合板有限單元法并對(duì)ABAQUS軟件進(jìn)行了python二次開(kāi)發(fā)，編寫(xiě)相關(guān)的有限元程序，從而利用ABAQUS對(duì)FGM薄板進(jìn)行程序化計(jì)算，通過(guò)計(jì)算獲得其數(shù)值計(jì)算結(jié)果，然后，進(jìn)一步對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了正確性檢驗(yàn)。

3、最后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果獲得了FGM薄板在四邊固支和四邊簡(jiǎn)支兩種邊界條件下，薄板開(kāi)孔和未開(kāi)孔時(shí)，不同組分下的固有頻率和其對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型圖，同時(shí)對(duì)不同組分下FGM薄板的熱模態(tài)進(jìn)行了分析。⑶結(jié)果表明：無(wú)論FGM薄板四端固支還是四端簡(jiǎn)支，組分對(duì)其固有頻率的影響都很大，而對(duì)其模態(tài)振型圖的影響很小。并且隨著組分的不斷增大，薄板的固有頻率在不斷的增大，但其對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型圖幾乎沒(méi)有變化。在薄板開(kāi)孔情況下，組分對(duì)其固有頻率的影響與薄板未開(kāi)孔時(shí)一樣:隨著組分的