【摘要】：功能梯度材料(FGMs)是一種新興材料,是由先進(jìn)的技術(shù)將兩種或兩種以上材料復(fù)合成結(jié)構(gòu)和組分在一個或多個方向呈梯度變化的材料。功能梯度材料具有傳統(tǒng)材料不具備的一些優(yōu)良的熱-機械性能,如高強度,極好的耐熱性。圓筒結(jié)構(gòu)的功能梯度材料在工程中有著廣泛的應(yīng)用,尤其在高溫的工作環(huán)境中。功能梯度圓筒結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力問題是近年來的一個研究熱點。本文研究的是無限長的功能梯度圓筒的熱彈性問題,圓筒承受軸對稱的熱荷載和機械荷載,圓筒的材料屬性(材料泊松比除外)分別是以圓筒半徑為自變量的線性函數(shù)和有理分式函數(shù)。文中的求解思路為先求解熱傳導(dǎo)方程,再求解位移形式的Navier方程。本文針對不同參數(shù)對徑向位移和熱應(yīng)力的影響進(jìn)行了討論,并以插圖的形式給出了數(shù)值計算的結(jié)果。本文主要工作成果如下:(1)得到了兩種功能梯度圓筒在一維穩(wěn)態(tài)條件下的徑向位移和熱應(yīng)力的理論解,并與有限元軟件ANSYS的模擬結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了理論解的正確性。(2)圓筒內(nèi)、外壁彈性模量和熱膨脹系數(shù)比值的改變對兩種功能梯度圓筒的位移場和應(yīng)力場影響顯著。圓筒內(nèi)、外壁導(dǎo)熱系數(shù)比值的改變對兩種功能梯度圓筒的徑向位移、環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力的影響顯著,對徑向應(yīng)力的影響較小。(3)圓筒厚度的改變對兩種功能梯度圓筒的位移場影響顯著,對應(yīng)力場影響較小。圓筒內(nèi)外壁溫差的改變對兩種功能梯度圓筒的位移場和應(yīng)力場均有顯著影響。
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【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2486366