含呼吸裂紋功能梯度材料梁振動(dòng)的研究.pdf

1、功能梯度材料是一種可通過(guò)改變組分體積分?jǐn)?shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)特定功能的非線性材料，由于其性能的可設(shè)計(jì)性，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。呼吸裂紋是指含裂紋結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程，裂紋平面“張開(kāi)-閉合”周期性交替變化的非線性過(guò)程，相對(duì)于張開(kāi)裂紋，呼吸裂紋更符合工程實(shí)際。
　　本文以非線性的呼吸裂紋模型，通過(guò)定量計(jì)算分析了含裂紋非均勻梯度材料梁的非線性振動(dòng)問(wèn)題。在靜態(tài)部分，使用8節(jié)點(diǎn)等參數(shù)單元建立了含裂紋梯度材料結(jié)構(gòu)的有限元模型，并在裂紋尖端采用退化單元模擬應(yīng)力

2、場(chǎng)奇異性，通過(guò)編寫(xiě)基于有限元法的C++程序，得到其應(yīng)力強(qiáng)度因子的值，并擬合出計(jì)算公式;在模態(tài)部分，采用局部柔度法，根據(jù)擬合得到的應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算公式，確定了以分段函數(shù)表示的含裂紋梯度材料梁的模態(tài)函數(shù)，并進(jìn)一步分析了系統(tǒng)的振動(dòng)特性;在振動(dòng)部分，綜合考慮梯度材料的非線性及呼吸裂紋的非線性，基于Lagrang方程及模態(tài)疊加法，計(jì)算得出了含梯度材料梁的非線性振動(dòng)時(shí)域響應(yīng)，通過(guò)FFT得到頻域響應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上分別分析討論了系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)關(guān)于材料不同