含孔功能梯度材料板应力分析

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:xiangshuhua
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近几年来,功能梯度材料的概念被引入到工程结构中来。由于这种材料有很大的优越性,因此,人们对功能梯度材料的研究越来越深入。功能梯度材料的应用领域涉及航天、航空、核能、电子、光学、化学和生物医学等方面,前景十分广泛。从应用力学的角度来看,功能梯度材料是非均匀体,其非均匀性对材料的力学性能有很大的影响。因此,许多学者在功能梯度材料力学问题的理论和实验研究方面做了大量的工作。但是,有关含孔功能梯度材料的力学问题的研究工作非常少见,尤其是针对有限尺寸的功能梯度材料相关力学问题的研究几乎没见报道.   本文首先对功能梯度材料的提出和发展应用进行了阐述,然后利用弹性力学单层圆筒结构的基本解,研究了含圆孔功能梯度板在对称载荷作用下板内的应力场;接着我们又利用Muskhelishvilide的复变函数法以及边界配点法,研究了含圆孔有限大功能梯度板在任意面内外载作用下的平面应力问题;最后,进行了数值求解,并借助Matlab软件图示了数值结果,得到了如下结论:   1.当板内的弹性模量E沿径向递增变化时,孔附近的应力集中减小;反之,当板内的弹性模量E沿径向递减变化时,孔附近的应力集中增大。   2.板的边长与圆孔直径的比值A/D对孔边应力集中有很大的影响,随着A/D的减少,应力集中迅速增大,当A/D>4时,有限板和无限板几乎没有差别。   在本文最后,对所做工作进行了总结,并对未来的工作做了一些展望。
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