【摘要】：功能梯度材料(FGMs)自問(wèn)世以來(lái),在許多高尖端領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這主要得益于其連續(xù)漸變的物理性能與力學(xué)性能。從最初傳統(tǒng)的陶瓷金屬功能梯度材料,發(fā)展到如今先進(jìn)的碳納米管和石墨烯梯度增強(qiáng)金屬基材料,還是從單一用途發(fā)展到多種用途,都顯示出功能梯度材料的先進(jìn)性與重要性。圓柱殼作為一種廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的常見(jiàn)結(jié)構(gòu),其主要失效模式為屈曲失效。因此對(duì)先進(jìn)功能梯度圓柱殼的屈曲行為研究具有重大的價(jià)值。本文基于Reddy高階剪切變形理論建立厚壁圓柱殼結(jié)構(gòu)的基本方程,而后采用理論求解方法對(duì)基本方程進(jìn)行求解。首先,研究了含F(xiàn)GM涂層的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)圓柱殼在壓縮和熱載荷耦合作用下的屈曲行為。分別基于Micro-mechanical模型和Voigt模型描述了位于殼體中心的CFRP層和內(nèi)外表面的FGM涂層�？紤]到環(huán)氧樹(shù)脂基體為脆性材料,生產(chǎn)或使用中難免出現(xiàn)微小裂紋。因此引入損傷變量來(lái)描述CFRP層的受損情況。通過(guò)Galerkin法,求解了圓柱殼體在簡(jiǎn)支邊界下的屈曲解。并詳細(xì)討論了如幾何參數(shù),纖維層數(shù),層壓堆積順序,纖維層角度,損傷變量,功能梯度材料性能,碳纖維含量和溫度場(chǎng)等各個(gè)方面對(duì)屈曲結(jié)果的影響。由此發(fā)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)更多關(guān)注纖維層角度和微裂紋損傷所引起的影響。其次,本文研究了多孔石墨烯梯度增強(qiáng)圓柱殼在外壓作用下的屈曲行為�；贖alpin-Tsai微觀力學(xué)模型描述多孔石墨烯增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料特性。為了求得更精確的結(jié)果,本文采用變分法求得了圓柱殼體在固支邊界下的屈曲解。并詳細(xì)討論了圓柱殼幾何參數(shù),三種孔隙分布,三種GPL分布,孔隙度和GPL質(zhì)量分?jǐn)?shù)等參數(shù)對(duì)臨界屈曲應(yīng)力的影響。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TB33;V414

【參考文獻(xiàn)】

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1 張曉丹，戚國(guó)安，汪朝霞，，葛昌純;梯度功能材料設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)模型及其熱應(yīng)力分析[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào);1995年02期

本文編號(hào)：2614137