叶片在整个航空发动机结构中具有举足轻重的地位,它关乎着发动机的性能和效率。在发动机工作状态下,叶片随着转子以极高的速度旋转,同时还受到高温高压气流的冲击。在非均匀分布的高温场和热冲击下,叶片会产生变形、热颤振和热屈曲等现象。这些现象的发生直接影响着航空发动机系统的动力学性态,严重时甚至会导致飞机失事。本文通过对温度场中做大范围运动的功能梯度材料(Functional Gradient Materials,FGM)叶片简化模型进行动力学建模,就叶片的动力学特性进行了研究。主要研究内容如下:第一章对考虑热效应功能梯度材料叶片刚-柔耦合动力学的研究现状进行了综述,然后提出了本文的主要研究目标。第二章以中心刚体附带FGM薄板系统为研究对象进行动力学建模。假设FGM薄板材料参数按体积含量的幂指数沿板厚度方向分布。沿FGM薄板厚度方向分布的温度场由泰勒级数展开法求解得到。采用假设模态法对变形进行离散,将热应变相关的项计入在弹性势能中,运用第二类拉格朗日方程推导出考虑热效应FGM薄板的一次近似刚-柔耦合动力学方程。在一次近似刚-柔耦合的基础上,保留了非线性耦合变形量的高次项,建立了考虑热效应FGM薄板的高次刚-柔耦合动力学模型。第三章通过编写动力学仿真软件对一次近似动力学方程进行数值仿真。通过算例仿真分析了不同的温度场与体积分数分别对均质薄板和FGM薄板做大范围运动(大范围转动以及大范围平动)动力学特性的影响。仿真结果表明,不同分布规律的温度场、体积分数指数和旋转角速度对大范围运动FGM薄板的动力学特性有着不同的影响规律;FGM材料对热应力具有良好的缓和效果。