线分布激励下功能梯度材料矩形板声辐射研究

根据Rayleigh公式,建立了预测功能梯度矩形板在无限障板中的声辐射模型并进行了理论研究.求解时,根据功能梯度复合材料矩形板的基本动力方程,首先利用模态叠加法求出线分布激励载荷作用下功能梯度板横向振动位移,然后对振动位移进行傅里叶变换,根据Rayleigh公式求解,最终得到远场声压近似解析解.通过数值仿真计算了不同阻尼、板厚、板宽和梯度指数下功能梯度板的辐射声压.对近场声辐射亦进行了数值积分分析.     

中面受载阶梯式变厚度板的自由振动

采用Mindlin中厚板理论，基于Levy解法和微分容积法，给出一种求解轴向受压的阶梯式变厚度板的自由振动问题的半解析解，板的边界条件为两对边简支、另两边任意。首先利用Levy求解技术将厚板的控制微分方程转化为一维问题，然后根据板的不连续情况将其划分为若干一维单元，在每个单元内用微分容积法将控制微分方程离散成为一组齐次线性代数方程，在相邻的单元连接处应用位移连续条件和平衡条件，引入边界约束条件后得到一组关于各配点位移的齐次线性代数方程，由此可得到求解系统固有频率的特征方程。利用子空间迭代法求解特征方程，并给出了阶梯式矩形板在各种边界条件下的解，讨论了各种几何尺寸对固有频率的影响。     

功能梯度梁纯弯曲的弹塑性理论分析

对功能梯度梁在纯弯曲加载和卸载过程中的弹塑性变形行为进行了研究.假设梁由线弹性材料A和理想弹塑性材料B两相材料组成,其复合材料的屈服特性较复杂.为了获得纯弯曲的理论解,利用复合材料力学的方法,分别考虑两相材料的应力,并以此为基础对梁进行弹塑性分析,认为梁的屈服特性完全由材料B的应力决定,而并非整体应力.文中详细讨论了加载和卸载过程的各个阶段,并给出相应的解析解.最后通过算例,对中性轴的位置、截面应力分布、残余应力和残余曲率的变化规律进行了详细讨论.     

陶瓷/金属功能梯度多层组合板的热弹性极限分析

对陶瓷／金属功能梯度多层组合板进行了稳态热传导分析及热弹性极限分析，导出了稳态温度分布场，极限状态热弹性应力分布的计算式，并在弹性极限状态下，得到了弹性极限温度．文中的结果是以ZrO2／Ti-6Al-4V陶瓷热障涂层为对象得到的，其模型和方法同样适用于各类金属陶瓷梯度涂层材料．     

用弯曲挠度确定材料塑性参数的逆问题分析

讨论了非线性最小二乘的高斯－牛顿法解由弯曲挠度确定材料弹性性本构参数的逆问题分析。对不适合的参数初值引起逆问题解不存在的现象进行解释，产给出了确定合适参数衬值的方法，对给定的挠度观测值观得了满意的拟合结果。     

基于遗传算法的功能梯度材料的优化设计

针对功能梯度复合材料的陶瓷隔热涂层问题,建立了遗传算法模型,用有限元法计算热应力,得到了满足约束条件的解,为寻找功能梯度材料的陶瓷涂层在空间的最优分布设计提供了一个有效方法。     

水中有限长功能梯度材料圆柱壳声辐射研究

研究了径向简谐集中力激励下的水中功能梯度复合材料有限长圆柱壳的振动和声辐射问题。从有限长功能梯度材料振动方程出发,利用模态叠加法,推导出了圆柱壳在径向集中力激励下,平面振动平均振速和声辐射效率表达式。通过数值仿真计算了不同梯度指数下圆柱壳的平均振速、辐射功率和辐射效率。为功能梯度材料圆柱壳声辐射的研究提供了一种有效方法。     

功能梯度材料在道岔中应用的可能性

分析了道岔材料的破损及应力分布情况,在此基础上提出了道岔功能梯度结构模型,依据道岔功能梯度结构模型,通过对合金钢进行温热加压处理,制造了符合结构模型的功能梯度材料、性能梯度变化的特征使得功能梯度材料能够有效地解决道岔中强度与冲击韧性之间的矛盾。     

解板弯曲问题的里兹法

本文以梁函数作为板的位移函数，对里兹法做了进一步研究。算例表明，梁函数作为位移函数收敛快、精度高。     

DQ法求解FGM Levinson梁的静态弯曲问题

基于高阶剪切变形理论,采用微分求积法（DQM）研究了功能梯度材料Levinson梁的静态弯曲解,并与Timoshenko梁的弯曲解进行了比较。考虑功能梯度梁的材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,建立了梁的无量纲控制方程,给出了均布载荷作用下,长细比为10时,相同尺寸的梁在3种常见的边界条件下功能梯度Levinson梁的无量纲挠度随梯度指数 p的变化规律以及不同边界条件下功能梯度材料Levinson梁的无量纲挠度随长细比的变化规律。     

集中载荷作用下四直边上任意点支承矩形板的弯曲

应用叠加法求解了在集中载荷作用下四直边上任意点支承矩形板的弯曲问题,给出了该问题的解析解及其可供工程实际应用的数值图表。     

功能梯度材料的无网格局部Petrov-Galerkin方法

无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)法是近几年发展起来的一种无网格方法,它不需要任何背景网格和积分网格,较适合处理非均匀材料.文中将MLPG方法应用于功能梯度材料的三维问题,对功能梯度材料的力学行为进行了分析,编制了相应的计算程序,得到了满意的结果.     

功能梯度输流管在弹性基体中的热弹性振动分析

为了研究嵌入弹性基体功能梯度输流管的流固耦合振动问题,首先根据欧拉梁模型理论推导得到功能梯度输流管道的振动控制方程,然后采用微分求积法对振动控制方程进行求解,最后根据计算结果详细讨论了材料组分的体积分数、温度、长细比及弹性基体的弹性系数对系统的固有频率及临界流速的影响. 研究结果表明:（1） 内部材料组分的体积分数增大会使系统的无量纲固有频率增大,临界流速减小（指数n由0增大到10,流速为0时的固有频率增大约13%,临界流速减小约6%）;（2） 随着温度的升高,系统的固有频率和其临界流速都会降低（长径比为100时,温度升高30 K,流速为0时的固有频率减小约4%,临界流速减小约14%）,减小长径比会使得系统的固有频率明显下降（长径比为100、50和20时,系统的固有频率分别为160、41.1和11.87.）;（3） 系统的固有频率随着管道外径的增大而降低,管壁越薄变化越快,管壁越厚变化越慢（外径由0.1 m增大到0.11 m时,其固有频率的下降幅度约为外径由0.19 m增大到0.2 m时的100倍）;（4） 弹性基体弹性系数k增大会提高系统的固有频率（k增大3倍,系统的固有频率提高了约74%）.      

S形矩形波导的弯曲损耗计算

通过改进的有效折射率法求解S形矩形波导的弯曲损耗,并在此基础上给出了波导的弯曲损耗系数与波导的横截面的宽度与高度的对应关系,并且对幂函数、正弦、余弦3种函数的S形弯曲波导的损耗进行了对比研究.结果表明,当波导尺寸相同时,余弦函数的S形波导的损耗比正弦、幂函数都小;当波导长度L增大到500μm时,余弦函数的弯曲损耗减小到接近0,所以在S形弯曲波导的路径设计中应选择余弦形函数.这对集成光学中光路的设计有一定的指导意义.     

对称角铺设矩形层合板大挠度弯曲的摄动解

本文用摄动法求解在横向均布载荷作用下四周刚性夹紧的对称角铺设矩形层合薄板大挠度弯曲问题的近似解.文中绘出了碳环氧 T300/5208组成的规则对称角铺设层合板的挠度-载荷曲线.     

功能梯度双材料复合悬臂梁受集中剪力作用的弹性力学解

采用应力函数的方法,求解了功能梯度双材料层合悬臂梁在端部受集中剪力作用下的弹性解.该梁中含有两个功能梯度层,每层的弹性模量均可以沿厚度方向独立变化,对任意的变化梯度均成立,当退化至各向同性材料时,与已有的单层悬臂梁理论解一致.该方法具有一般性,可推广至功能梯度夹芯梁的求解.     

离散型最小二乘法分析薄板弯曲问题

应用离散型最小二乘法,应用适当的试函数和残值方程计算矩形薄板的弯曲。以四边简支、四边固支、具有若干自由边的矩形薄板在均布荷载作用下的位移响应为例进行了数值计算,与精确解进行了比较,并用Midas／civil建模对四边固支板进行了验算。     

既有双筋矩形截面受弯构件时变可靠性分析

在同时考虑混凝土损伤和钢筋损伤及材料强度随时间劣化的情况下,结合规范中的设计计算公式,研究既有双筋矩形截面受弯构件抗力时变计算模型,并给出其时变抗力计算简化公式和时变可靠度指标。结合工程实例进行了计算分析,计算结果验证了本方法与现行可靠性鉴定标准的结果相吻合。