多层功能梯度直梁和曲梁的理论分析及其应用研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thd111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文对各向同性及正交各向异性多层功能梯度直梁和曲梁的弹性弯曲问题进行了研究,推导出了相应的悬臂梁、简支梁、简支一固支梁和固支梁等四种梁的弹性力学解和近似解,在此基础上进行了有关应用研究。主要工作和结论如下:   (1)用应力函数法推导出了含功能梯度过渡层的各向同性双材料直梁和多层正交各向异性功能梯度直梁上表面受均布载荷作用时的弹性力学解,其中,各向同性梯度层的泊松比为常数,其弹性模量和正交各向异性梯度层的柔度系数皆为厚度坐标的任意函数。   (2)确定了多层梯度圆弧曲梁外表面受均布载荷作用时的应力函数形式,给出了弹性力学解的求解过程;具体求解出了弹性模量分别为E0i(r+βi)和E0irmeλr、泊松比为常数时的多层各向同性功能梯度曲梁和柔度系数分别为Sklirm(r+βkli)和Sklirmeλr时的多层正交各向异性功能梯度曲梁的弹性力学解。   (3)用有限元数值分析结果和已知解检验了上述直梁及曲梁弹性力学解的正确性和有效性。上述弹性力学解可进行多种形式的退化和应用。   (4)多层功能梯度梁中,不论是梯度层的材料性能还是厚度的变化,对挤压应力的分布和大小基本上没有影响,对最大弯曲正应力和最大弯曲切应力有一定影响;梯度性能的变化对梯度层中的弯曲正应力的影响较大;当梁的跨高比达到10时,梁的横截面在变形后仍基本保持为平面,但对于夹芯梁,由于层间的柔度系数比较大,横截面在变形后呈Z字型。   (5)固支端的约束形式对应力和位移有一定程度的影响;弹性力学解中的固支约束条件BCI(使固支端附近的轴向微分线段固定)比实际约束强,而同支约束条件BC2(使固支端附近的横向微分线段固定)则比实际约束弱,两者的平均值与实际约束比较接近。   (6)分别用Euler-Bemoulli梁理论和Timoshenko梁理论推导出了多层功能梯度直梁和曲梁的基本微分方程组,具体给出了受均布载荷作用时的近似解,并与弹性力学解和有限元解作了对比分析,发现:用近似解计算出的弯曲正应力的精度基本能满足工程需要,直梁中,Timoshenko梁理论解在固支约束条件BC2下的精度最高,曲梁中,两种近似解的区别不大;由近似解计算出的挠度有一定误差,但直梁中的Timoshenko梁理论在固支约束条件BC2下的计算精度较高,与有限元解非常接近。
其他文献
白日本科学家lijima于1991年发现碳纳米管后,学术界就掀起了研究碳纳米管的热潮。纵向振动是碳纳米管的重要力学特性。本论文基于连续介质力学模型,分析了碳纳米棒(管)的纵向
党的十九届四中全会指出,要构建服务全民终身学习的教育体系,不断满足人民日益增长的美好生活需要.30多年来,广东省老干部大学(活动中心)在省委、省政府的殷切关怀和省委老干
期刊
最近,各大城市都迎来返工潮,就在这个当口,又有媒体爆出:确认了新型冠状病毒肺炎的传播途径除了已知的接触传播、飞沫传播,还明确包括了气溶胶传播.这真是屋漏偏逢连夜雨,很
期刊
摘要:高速列车运行速度呈不断增长的趋势,随着车速提高,侧风对列车的气动性能和运行稳定性产生重大影响。在侧风作用下,列车行车安全事故在世界范围内时有发生,造成巨大的人员
广东省老干部大学经历了30年发展历程,在老年教育现代化方面取得了长足进步,成为广东省老年教育的领头羊和全国示范老年大学.学校不断深化课程改革,致力于建设“学制科学、内
期刊
本文结合我国近期发生的雪灾、地震等自然灾害带给电网的巨大损失,建立了考虑电网重大事故情况下节点孤岛运行、建设投资和网络损耗的多目标分布式电源接入模型,并采用一种改进的微分进化算法求解模型。该算法通过采用动态参数调整机制和混沌搜索策略提高了算法的搜索效率和搜索范围,避免了基本微分进化算法容易陷入局部最优的缺点。采用33节点配电网系统进行测试,与遗传算法和基本微分进化算法进行比较,验证了该算法的高效性
某地下人防工程为整体浇筑钢筋混凝土梁板结构,由于邻近新建建筑物采用桩基础,并用静压桩机进行沉桩施工,在施工过程中,静压桩机自重以及桩挤土效应,会在地下人防工程紧邻新
交直流混合微电网是一种新兴的微电网结构,它能够有效整合各种类型的分布式电源,显著提高其渗透率和运行效率。通过采用交直流互补供用电模式,能够减少电能变换环节,从而有效降低多级变换所造成的能量损失,显著提高供电效率;在分布式能源、储能装置种类和负荷类型多样化的潮流之中,交直流混合微电网的优势将得到更大的凸显。交直流混合微电网不仅能够有效降低供用电系统的整体设备成本,还可以提高供用电系统的运行调控水平,
可编程逻辑控制器(PLC)作为目前工业自动化的重要基础设备,被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”,在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。然而,在中国,国外产品一直垄断
麻风病是由麻风杆菌引起的慢性疾病,通过来自口鼻的飞沫传播,主要侵犯人体皮肤和神经.在古代,麻风病患者普遍会遭受社会的歧视,欧洲曾经将麻风病患者烧死或者活埋.在日本,为
期刊