功能梯度材料圓柱殼體屈曲行為研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料制作工藝水平不斷提高，涌現(xiàn)出了大量新型復(fù)合材料，其中功能梯度材料(Functionally Graded Materials簡稱FGM)消除了普通層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料間的界面應(yīng)力，被廣泛應(yīng)用于航空、航天和核工業(yè)的熱防護層主體結(jié)構(gòu)上。FGM材料在應(yīng)用過程中具有多種結(jié)構(gòu)形式，其中柱殼結(jié)構(gòu)容易發(fā)生屈曲破壞。
　　FGM圓柱殼體在運載火箭燃料箱結(jié)構(gòu)中應(yīng)用十分廣泛，為提高結(jié)構(gòu)抗屈曲能力，在應(yīng)用過程中一般采用柵格加筋形

2、式提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在位工作時需要承受熱荷載與機械荷載共同作用，因此對其進行耦合作用下屈曲研究十分有必要。本文主要研究梯度功能材料圓柱殼體在熱荷載和機械荷載共同作用下的屈曲行為，主要研究內(nèi)容有:
　　(1)介紹了功能梯度材料背景與實際結(jié)構(gòu)工程中圓柱殼體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，介紹了結(jié)構(gòu)屈曲現(xiàn)象，剖析了薄壁殼結(jié)構(gòu)屈曲本質(zhì)，分析了國內(nèi)外FGM柱殼屈曲問題研究現(xiàn)狀;
　　(2)給出了熱荷載作用下功能梯度材料屬性表達式，介紹了殼體屈曲問題基本理論

3、，根據(jù)Reddy高階剪切變形理論推導(dǎo)了圓柱殼體通用位移表達式，此時橫向剪切應(yīng)變在厚度方向的成拋物線分布，并且不含剪切修正系數(shù)，消除了人為選取修正系數(shù)造成的計算結(jié)果混亂，考慮了中等厚度圓柱殼體橫向剪切作用的影響;
　　(3)基于Reddy高階剪切變形理論推導(dǎo)了中等厚度圓柱殼體控制方程，利用分離變量法求解基本方程得到屈曲問題精確解，通過與已有經(jīng)典Donnell理論結(jié)果比較驗證了本文精確求解方法的計算結(jié)果，同時得出中等厚度FGM圓柱殼在