不同功能梯度材料组分板件的跨尺度动力特性分析

从制备时给定材料组分分布出发计算功能梯度板件宏观三维动力特性.利用细观元法对具有复杂细观构造的构件进行宏观单元剖分,每个宏观单元内部含有复杂的微结构构造.根据宏观元内细观构造及各组成材料分布情况,进一步将宏观元细分为密集的细观元,通过协调条件使细观元结点上力学量转换为宏观单元上结点自由度变量,建立三维动力分析数学模型.该方法可实现材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析,而计算单元与自由度又等同一般常规有限元,却使得组成功能梯度板件的各种材料组分分布得到反映.利用细观元法对由不同材料组分分布及不同材料复合而成的功能梯度板件进行三维动力分析,分别给出了其三维固有频率及振型的三维分布.结果表明:不同材料组分复合对功能梯度材料结构三维宏观动力响应有较大影响.