功能梯度材料圓柱殼體屈曲行為研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料制作工藝水平不斷提高，涌現(xiàn)出了大量新型復(fù)合材料，其中功能梯度材料(Functionally Graded Materials簡(jiǎn)稱(chēng)FGM)消除了普通層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料間的界面應(yīng)力，被廣泛應(yīng)用于航空、航天和核工業(yè)的熱防護(hù)層主體結(jié)構(gòu)上。FGM材料在應(yīng)用過(guò)程中具有多種結(jié)構(gòu)形式，其中柱殼結(jié)構(gòu)容易發(fā)生屈曲破壞。
　　FGM圓柱殼體在運(yùn)載火箭燃料箱結(jié)構(gòu)中應(yīng)用十分廣泛，為提高結(jié)構(gòu)抗屈曲能力，在應(yīng)用過(guò)程中一般采用柵格加筋形

2、式提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在位工作時(shí)需要承受熱荷載與機(jī)械荷載共同作用，因此對(duì)其進(jìn)行耦合作用下屈曲研究十分有必要。本文主要研究梯度功能材料圓柱殼體在熱荷載和機(jī)械荷載共同作用下的屈曲行為，主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)介紹了功能梯度材料背景與實(shí)際結(jié)構(gòu)工程中圓柱殼體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，介紹了結(jié)構(gòu)屈曲現(xiàn)象，剖析了薄壁殼結(jié)構(gòu)屈曲本質(zhì)，分析了國(guó)內(nèi)外FGM柱殼屈曲問(wèn)題研究現(xiàn)狀;
　　(2)給出了熱荷載作用下功能梯度材料屬性表達(dá)式，介紹了殼體屈曲問(wèn)題基本理論

3、，根據(jù)Reddy高階剪切變形理論推導(dǎo)了圓柱殼體通用位移表達(dá)式，此時(shí)橫向剪切應(yīng)變?cè)诤穸确较虻某蓲佄锞€(xiàn)分布，并且不含剪切修正系數(shù)，消除了人為選取修正系數(shù)造成的計(jì)算結(jié)果混亂，考慮了中等厚度圓柱殼體橫向剪切作用的影響;
　　(3)基于Reddy高階剪切變形理論推導(dǎo)了中等厚度圓柱殼體控制方程，利用分離變量法求解基本方程得到屈曲問(wèn)題精確解，通過(guò)與已有經(jīng)典Donnell理論結(jié)果比較驗(yàn)證了本文精確求解方法的計(jì)算結(jié)果，同時(shí)得出中等厚度FGM圓柱殼在