多場耦合下智能材料圓柱結(jié)構(gòu)的力學行為研究.pdf

1、智能材料是一種能感知外部環(huán)境變化，能夠判斷并適當做出反應的新型功能材料。智能材料是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來高技術(shù)的發(fā)展，它使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)功能一體化。圓柱結(jié)構(gòu)是一類具有廣泛工程應用背景的構(gòu)件，例如它可以作為槍管或炮管，并且還可以用來作為各種化工系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)的管道。
　　本論文選取了幾種具有代表意義的智能材料作為結(jié)構(gòu)的主要材料，如:壓電材料，功能梯度材料，物理參

2、數(shù)隨溫度改變而變化的材料等。本論文以智能材料圓筒、圓柱殼以及含熱障層的雙層結(jié)構(gòu)為研究對象，綜合考慮了他們在機械荷載及多物理場（溫度場、電場和內(nèi)部流體作用）作用下的結(jié)構(gòu)響應問題。本論文的研究內(nèi)容與創(chuàng)新工作如下:
　　(1)在熱機耦合作用下，考慮材料粘彈性，建立了含孔隙的無限長熱塑性聚合圓筒模型，借助Laplace變換與逆變換研究了圓筒的動態(tài)響應，分析了溫度及孔隙率對熱塑性圓筒的力學性能的影響。
　　(2)基于經(jīng)典彈性力學理論，

3、借助有限差分法、Newmark法，研究了在熱沖擊載荷作用下無限長雙層厚壁圓筒熱粘彈性動力學行為，分析討論了各參數(shù)尤其是內(nèi)層隔熱材料的選取對結(jié)構(gòu)強度的影響。
　　(3)基于經(jīng)典板殼理論和流體泊肅葉定律，討論了充滿流體圓柱殼在多場載荷作用下的彎曲變形問題，對結(jié)構(gòu)的殼體部分和流體部分分別求得了解析解，然后著重分析了內(nèi)部流體流速以及粘滯系數(shù)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。
　　(4)在前面研究的基礎(chǔ)上，綜合利用解析法和數(shù)值解法，分析了在多場耦合環(huán)