功能梯度材料與傳統(tǒng)材料包括復(fù)合材料相比最大不同之處是材料屬性關(guān)于空間坐標(biāo)的梯度分布,從而消除了復(fù)合材料中在不同材料的結(jié)合處存在明顯的界面問題。但與此同時(shí)也造成功能梯度材料力學(xué)分析的復(fù)雜性。隨著功能梯度材料應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,關(guān)于功能梯度材料力學(xué)性能的研究也是必不可少的,尤其在動(dòng)態(tài)載荷作用下的斷裂力學(xué)行為研究。本文是基于鍵型近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)方法,對(duì)功能梯度材料的動(dòng)態(tài)斷裂行為進(jìn)行模擬分析,并取得以下成果:(1)提出了基于鍵型近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)的加權(quán)模型,以更合理的方式處理功能梯度材料的楊氏模量和斷裂韌性對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響。根據(jù)提出的正加權(quán)函數(shù)和反加權(quán)函數(shù)模式,進(jìn)行模擬結(jié)果對(duì)比分析,得到最適合功能梯度材料分析的近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)加權(quán)模型。并且對(duì)功能梯度材料近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了收斂性分析。(2)基于優(yōu)化加權(quán)的近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型,分析了含初始單裂紋功能梯度材料試件受動(dòng)態(tài)拉伸荷載情況的下裂紋擴(kuò)展行為和破壞形式。對(duì)初始裂紋長(zhǎng)度以及位置在試件破壞中的影響進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)初始單裂紋長(zhǎng)度對(duì)試件破壞有明顯影響,但是對(duì)裂紋路徑影響不大,并且從應(yīng)力云圖中看出,應(yīng)力波在材料參數(shù)較大的一側(cè)傳播速度較快。(3)分析了初始雙裂紋試件動(dòng)態(tài)斷裂行為。...

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 功能梯度材料簡(jiǎn)介
        1.2.1 功能梯度材料發(fā)展
        1.2.2 功能梯度材料的制備
    1.3 功能梯度材料斷裂問題的研究
    1.4 課題的提出以及本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題提出
        1.4.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
2 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)理論
    2.1 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)基本理論
        2.1.1 破壞的判別
        2.1.2 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)數(shù)值方法
    2.2 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
    2.3 本章小結(jié)
3 基于近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型功能梯度材料分析
    3.1 近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)中功能梯度材料參數(shù)
    3.2 功能梯度材料復(fù)合鍵
    3.3 基于近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)模型三種不同情況下的對(duì)比
        3.3.1 模擬1
        3.3.2 模擬2
    3.4 收斂性分析
    3.5 本章小結(jié)
4 初始單裂紋拉伸破壞分析
    4.1 初始邊界裂紋問題
        4.1.1 初始裂紋在參數(shù)較大的一側(cè)
        4.1.2 初始裂紋在參數(shù)較小的一側(cè)
    4.2 中間裂紋問題
    4.3 梯度形式對(duì)單裂紋擴(kuò)展的影響
        4.3.1 梯度形式為指數(shù)函數(shù)
        4.3.2 梯度形式為三角函數(shù)
    4.4 本章小結(jié)
5 初始雙裂紋拉伸破壞分析
    5.1 初始共線裂紋問題
    5.2 平行邊界裂紋問題
    5.3 初始單邊平行裂紋問題
        5.3.1 單邊平行裂紋位于彈性模量較大一側(cè)
        5.3.2 單邊平行裂紋位于彈性模量較小一側(cè)
    5.4 梯度形式對(duì)單邊雙平行裂紋擴(kuò)展的影響
        5.4.1 梯度形式為指數(shù)函數(shù)時(shí)
        5.4.2 梯度函數(shù)為三角函數(shù)時(shí)
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文



本文編號(hào)：4045025