功能梯度圓筒穩(wěn)態(tài)熱分析.pdf

1、功能梯度材料(FGMs)是一種新興材料，是由先進(jìn)的技術(shù)將兩種或兩種以上材料復(fù)合成結(jié)構(gòu)和組分在一個(gè)或多個(gè)方向呈梯度變化的材料。功能梯度材料具有傳統(tǒng)材料不具備的一些優(yōu)良的熱-機(jī)械性能，如高強(qiáng)度，極好的耐熱性。圓筒結(jié)構(gòu)的功能梯度材料在工程中有著廣泛的應(yīng)用，尤其在高溫的工作環(huán)境中。功能梯度圓筒結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力問題是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　本文研究的是無限長(zhǎng)的功能梯度圓筒的熱彈性問題，圓筒承受軸對(duì)稱的熱荷載和機(jī)械荷載，圓筒的材料屬性（材料泊

2、松比除外）分別是以圓筒半徑為自變量的線性函數(shù)和有理分式函數(shù)。文中的求解思路為先求解熱傳導(dǎo)方程，再求解位移形式的Navier方程。本文針對(duì)不同參數(shù)對(duì)徑向位移和熱應(yīng)力的影響進(jìn)行了討論，并以插圖的形式給出了數(shù)值計(jì)算的結(jié)果。本文主要工作成果如下:
　　(1)得到了兩種功能梯度圓筒在一維穩(wěn)態(tài)條件下的徑向位移和熱應(yīng)力的理論解，并與有限元軟件ANSYS的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了理論解的正確性。
　　(2)圓筒內(nèi)、外壁彈性模量和熱膨脹系數(shù)比