功能梯度材料杆的热后屈曲分析

对两端不可移简支陶瓷-金属功能梯度材料(FGM)杆建立了在热载荷作用下的非线性控制微分方程,采用打靶法分析了由二氧化锆和Ti-6Al-4V两种材料组成的FGM杆的热后屈曲行为.首先给出了在均匀温度场中不同梯度指标的FGM杆的热后屈曲平衡路径,并与二氧化锆和Ti-6Al-4V两种均质材料杆的相应特性进行了比较,同时讨论了不同端部转角下梯度指标对FGM杆稳定性的影响;然后分别研究了在温差一定、下表面温度变化时和在下表面温度一定、温差变化时FGM杆的热后屈曲特性,也与两种均质材料杆的后屈曲特性进行了比较.

功能梯度压杆在均布载荷作用下的后屈曲形态

对受均布载荷作用功能梯度材料(FGM)压杆的屈曲及后屈曲行为进行了分析。基于杆的大变形理论,考虑杆的轴线伸长,建立了受均布载荷作用下细长FGM压杆的几何非线性平衡方程,其中假设FGM杆的性质沿厚度方向按照幂函数连续变化。采用打靶法和解析延拓法数值求解非线性两点边值问题,获得了一端自由一端固定FGM杆的后屈曲数值解。给出了不同梯度指标下FGM杆的后屈曲特征曲线,并与金属和陶瓷两种单相材料杆的相应特性进行了比较,分析和讨论了材料的梯度性质参数对杆变形的影响。结果表明:FGM杆后屈曲行为与各向同性均质杆有很大区别,梯度指数对杆的屈曲载荷以及后屈曲形态有明显的影响。