梯度功能材料设计中的数学模型及其热应力分析

基于经典层合板理论，应用热弹性理论及计算数学方法，对选定材料体系组成的梯度成份内部各点的热应力进行了理论分析。提出了金属相、陶瓷相体积分布函数、稳态温度场下的温度分布及热应力计算公式。     

弯曲型梯度压电悬臂梁受外加电场作用时的解析解

研究了弯曲型梯度功能压电悬臂梁的弯曲特性．基于弹性力学理论,得到了弯曲型梯度功能压电悬臂梁在受电场作用时关于力和电场的解析解．研究表明,当受外加电压作用时,弯曲型梯度压电悬臂梁中存在非零的应力．     

梯度功能压电悬臂梁在线性荷载作用的基本解

逆解法常被用来解决弹性力学问题.本文在考虑材料具有非线性体积力的情况下,应用该方法求解了在线性分布荷载作用下压电悬臂梁的解析解,而常体力和无体力的解答是本文的特例.     

梯度功能压电陶瓷微夹钳的设计和操作原理

利用梯度功能压电执行器设计和制作了双悬臂梁结构的微夹钳 ,用作微型机器人操作系统的操作手 .该微夹钳整体尺寸为 1 5　 mm× 2　 mm× 2　 mm,质量为 1 2 0　 mg.建立了梯度功能压电陶瓷悬臂梁的双层复合梁模型 ,从该模型和压电本构方程出发 ,分析梯度功能压电陶瓷微夹钳的操作原理 .理论推导了该悬臂梁的微位移特性 ,由微夹钳的双悬臂梁结构 ,得到微夹钳的顶端张开量 .实际测量了梯度功能压电微夹钳的顶端张开量 ,其实际值与理论推导值有较好的一致性     

功能梯度材料的研究进展

功能梯度材料是一种由不同性能的材料在组成和结构上沿厚度方向呈连续变化的新型复合材料，着重阐述了此种材料在设计，制备和性能评价等方面的研究进展以及功能梯度材料在国内外的研究成果，应用和发展前景。     

一维热应力缓和型功能梯度材料的计算机辅助设计系统

基于经典的叠层板理论和热弹性力学的有关理论,合理简化边界条件,建立了一维非对称热应力缓和型功能梯度材料（ＦＧＭ）分析模型,推导了ＦＧＭ在稳态温度场下温度分布函数及热应力分布函数,在此基础上,开发出了非对称应力缓和型功能梯度材料与计算机辅助设计系统ＦＧＭＣＡＤ,ＦＧＭＣＡＤ的作用在于能够通过改变ＦＧＭ的各项设计参数来实现残余应力和工作应力在ＦＧＭ中的分布达到最优,还给出了设计１个ＦＧＭ时系统的运行实     

Experimental analysis for thermal stress in functionally gradient material

Studies of displacement fields and stress concentration, due to uniform temperature change in a functionally gradient material (FGM) specimen and bimaterial (NFGM) specimen, have been made by Moire interferometry and finite element method. Results show that the thermal stresses concentration has been effectively reduced, and the distribution of the thermal deformations and thermal strains have also been relaxed and improved by transition layer of FGM.     

用无网格法分析功能梯度材料圆板的自由振动

采用一种新的方法研究了变厚度功能梯度材料圆板的自由振动问题。首先用能量法获得了自然频率的基本方程,通过无网格法构造形函数;然后采用伽辽金弱形式公式求解偏微分方程,得到关于频率和振型的矩阵方程。最后根据以上推导编写MATLAB程序,计算简支和固支两种边界条件的变厚度功能梯度材料圆板无量纲自然频率及振型;并探讨相关参数对结果的影响及提高计算精度的因素。结果表明无网格法求解得到的系统自然频率与已知的解析解基本一致,证明这种方法的理论推导和程序编写是正确的,可以应用于变厚度功能梯度材料板的自由振动分析;且其具有理论简单、计算量小等优点。     

自蔓延高温反应合成Ti／Al_2O_3梯度功能材料

采用无压ＳＨＳ和爆炸固结＋ＳＨＳ２种工艺分别制备了Ｔｉ／Ａｌ２Ｏ３梯度功能材料，得到的材料组织成分和性能均呈明显梯度变化，且爆炸固结＋ＳＨＳ工艺制得的ＦＧＭ性能明显优于无压ＳＨＳ法制得的ＦＧＭ     

等离子喷涂法制备B4CCu梯度材料

以钢为基体,利用大气等离子喷涂技术制备了４种Ｂ_４Ｃ涂层（纯Ｂ_４Ｃ涂层和成分分布指数分别为Ｐ＝０．２,１,２的Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层）．对这几种涂层的形貌进行了观察;对Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层的残余热应力进行了分析：对纯Ｂ_４Ｃ涂层和Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层进行了Ｘ射线电子束热冲击测试．结果表明,Ｐ＝１的Ｂ_４Ｃ／Ｃｕ梯度涂层具有最好的抗热震性．最后对Ｂ４Ｃ涂层的化学溅射性能进行了测试．