热环境中多孔功能梯度材料微圆板的自由振动分析

基于经典板理论和修正偶应力理论,研究热环境中多孔功能梯度材料(FGM)微圆板的自由振动问题。首先利用Hamilton原理推导热环境中含有材料尺度参数的多孔FGM微圆板自由振动的控制微分方程并进行无量纲化。然后应用微分变换法(DTM)对多孔FGM微圆板自由振动的无量纲控制微分方程和边界条件进行变换,得到计算自由振动无量纲固有频率的代数特征方程。最后通过MATLAB编程计算并分析了梯度指数、孔隙率、不同升温方式和材料尺度参数对多孔FGM微圆板无量纲固有频率的影响。结果表明:材料尺度参数的增加,无量纲固有频率会增大;梯度指数影响频率,反映了材料从陶瓷到金属的转变特性;孔隙率会削弱刚度,进而影响固有频率。研究结果可为今后热环境中多孔FGM微圆板的设计与应用提供数据支持。

弹性地基上非对称多孔功能梯度材料夹层板的自由振动

基于精细剪切变形理论研究了弹性地基上的非对称孔隙功能梯度材料(functionally graded material, FGM)夹层板的自由振动。结合该理论提出了一种新的非对称多孔FGM夹层板在弹性地基上的自由振动模型,且该模型只包含四个未知变量。控制方程是通过Hamilton原理建立的,并通过Navier法获得了其在四边简支下的固有频率。将模型退化为无弹性地基的非对称FGM夹层板以验证模型的准确性。最后详细讨论了参数变化对弹性地基上的非对称多孔FGM夹层板的自由振动行为的影响。研究发现,在不同的弹性系数下,非对称多孔FGM夹层板的固有频率会随着边厚比的增加而增加,而体积分数指数的增加对于不同弹性系数下的非对称多孔FGM夹层板的固有频率有不一样的变化。

金属/陶瓷功能梯度材料(FGM)板的安定区域分析

安定性对受到热机械载荷作用下的金属/陶瓷功能梯度材料板的设计与分析非常重要。对受到常机械载荷和循环温度作用下的由弹塑性金属材料和陶瓷相材料构成的功能梯度材料(FGM)板进行安定性分析,其中板的材料热物参数空间变化采用指数函数模型描述。首先给出温度变化在FGM板厚度方向的分布函数,根据平面应力状态,分别给出机械应力和热应力纯弹性解,然后基于静力安定定理推导出了安定分析理论模型,并对具体的FGM板进行了安定性分析。结果表明相同组分材料且各组分材料总体积含量相同条件下的复合材料,组分材料沿板厚度方向连续梯度变化可提高板的安定性。

基于计算机仿真的功能梯度陶瓷材料刚柔耦合动力学问题研究

针对具有内冷通道且截面尺寸不一致的旋转中心刚体—梯度功能材料(functionally gradient materials, FGM)柔性梁在热环境下的动力学特性进行了较为深入的分析。首先基于横向与纵向的物理变形对非线性耦合变形量进行计算,并分析了在热环境下采取内冷措施时热力耦合的具体影响,从而获取FGM柔性梁在沿厚度方向所形成的温度场。通过计算机仿真分析说明了大范围运动在何种条件下会引起柔性梁的高频振荡及刚柔热耦合反应。

基于高阶剪切变形理论的功能梯度板自由振动分析简化模型

基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地减少了计算量。基于该简化模型研究了功能梯度矩形板在简支边界条件下的自由振动,并与其他已有文献进行了比较。结果表明,本文提出的简化模型在分析功能梯度板的自由振动行为时简单且精确。此外,文中还通过多个数值算例分析讨论了不同的梯度指数、长宽比和边厚比对功能梯度板自由振动行为的影响。

交流GIS/GIL绝缘子介电功能梯度化设计与金属微粒驱离方法研究

气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备内部的金属微粒污染物会引起严重的电场畸变,进而诱发绝缘子沿面放电。针对此问题,本文提出一种介电功能梯度绝缘子的金属微粒驱离方法,仿真研究盆式绝缘子周围电场分布以及金属微粒运动特性。结果表明:GIS外壳表面释放的金属微粒受到轴向电场力作用,有朝着绝缘子运动的趋势。叠层式功能梯度(ε_(L)-FGM)绝缘子的介电常数沿径向递减,可在均匀沿面电场分布的同时,使金属微粒所受的电场力方向随轴向电场反转,让金属微粒远离绝缘子运动。然而,ε_(L)-FGM绝缘子GIS使外壳表面电场增强,使金属微粒运动高度较均匀绝缘子上增大约2.7倍。与ε_(L)-FGM绝缘子相比,基于拓扑优化算法设计的具有空间介电常数梯度的ε_(T)-FGM绝缘子减小了金属微粒跳跃高度,具有更佳的电场调控与微粒抑制效果。

功能梯度材料板在热环境与横向载荷共同作用下的非线性振动分析

本文进行了功能梯度材料板在横向载荷和热载荷作用下的非线性振动特性研究。基于Hamilton原理,采用Reddy的3阶剪切变形理论和Von-Karman理论建立了功能梯度材料板(物理性质随温度变化,材料成分分布服从幂率原理)结构的非线性振动方程,利用Galerkin方法将偏微分方程截断为常微分方程,并利用多尺度方法求解非线性系统的主共振。分别讨论了不同参数下板的幅频响应,观察到了多值和跳变现象。

Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度材料的制备

介绍了Ti(C ,N)基金属陶瓷功能梯度材料的主要制备技术 ,即真空烧结后表面氮化处理和直接在N2 气氛中烧结 ;对两种技术所制得的金属陶瓷的成分分布、表层及过渡层的组织和性能特点进行了总结 ;并结合热力学计算结果 ,论述了其显微组织的形成机理 ;

自蔓延高温合成法合成金属陶瓷功能梯度材料研究进展

阐述了自蔓延高温合成法(SHS)制备的功能梯度材料的种类、特性及其应用前景,探讨了自蔓延高温反应合成金属陶瓷功能梯度材料的影响因素(合成原料、点火工艺、反应环境和辅助措施),并分三个阶段(准备阶段、合成阶段和后处理阶段)讨论了SHS法制备功能梯度材料应注意的技术问题,同时介绍了自蔓延法辅助其他工艺(SHS反应喷涂)制备梯度陶瓷材料技术,并提出了自蔓延高温合成法制备金属陶瓷功能梯度材料今后的发展方向。

陶瓷/金属功能梯度材料圆筒的热应力分析

对金属＿功能梯度材料＿陶瓷的三层组合圆筒进行了热应力分析，导出了定常温度分布及热应力分布的计算表达式，并就ＺｒＯ２／Ｔｉ＿６Ａｌ＿４Ｖ梯度材料的热应力进行了计算和讨论·

装甲防护材料的新葩——陶瓷-金属功能梯度复合材料

本文重点说明了在陶瓷增强的金属基复合材料的基础上,发展起来的陶瓷增强颗粒连续分布的陶瓷-金属功能梯度复合材料用作防护装甲的优点,介绍了陶瓷-金属功能梯度复合装甲材料的研究现状,并对其未来发展做了阐述。

金属陶瓷功能梯度材料的颗粒界面断裂能量释放率的研究

研究了功能梯度材料富陶瓷区金属颗粒界面断裂能量释放率。采用双层嵌套模型给出了金属颗粒界面的热应力与金属体积浓度的关系，对于得到的每一梯度层中的颗粒界面热应力，分析了颗粒界面断裂能量释放率。

热等静压制备Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度材料

用热等静压(HIP)技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度材料,对热等静压氮化处理前后的组织结构、硬度以及密度变化作了比较分析。结果表明:HIP技术能在金属陶瓷表面形成硬质薄膜,表面硬度提高,并且硬度由表及里逐渐减小,这是由于高温高压氮化处理使材料中的孔洞闭合,微裂纹和缺陷的减少使得材料性能显著提高。

MOCVD法制备金属陶瓷功能梯度材料的研究

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,以Mo(CO)6,Si(OC2H5)4为物源,在Al2O3陶瓷基片上制备了金属陶瓷功能梯度材料,并用XPS,XRD,SEM等技术对其成分分布,物相组成和表面形貌进行测试和表征.结果表明:材料的组成沿厚度方向呈连续梯度变化,符合功能梯度材料的变化规律.

陶瓷-金属功能梯度复合材料在装甲防护中的应用

重点说明了陶瓷-金属功能梯度复合材料用作防护装甲的优点,介绍了陶瓷-金属功能梯度复合装甲材料的研究现状,并对该种复合材料的未来发展做了论述。

金属-陶瓷功能梯度材料发展及其电火花加工展望

金属-陶瓷功能梯度材料以其优异的特性和新颖的设计理念而备受世人瞩目,其广泛的应用前景令人期待,但目前国内外对该材料的研究还普遍停留在材料的设计、制备及其性能评价阶段。而一种新材料从出现到实际应用,有效的加工手段是至关重要和不可或缺的。概述了金属-陶瓷功能梯度材料的发展、制备方法及其广泛的应用,同时对该材料的电火花加工方法进行了展望。

四边简支功能梯度石墨烯增强复合材料厚板的自由振动分析

基于准三维板理论,研究了四边简支功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GRC)厚板的自由振动行为.通过改进的Halpin-Tsai模型计算了不同分布模式下FG-GRC厚板的有效性能,利用Hamilton原理构建其控制方程,并根据Navier法求解.通过参数研究部分揭示了石墨烯纳米片(GPLs)的重量分数、FG-GRC板的总层数、GPLs分布模式、宽厚比以及长宽比对四边简支FG-GRC厚板自由振动固有频率的影响.由于准三维板理论考虑了厚度拉伸效应,因此在厚板计算中比经典板理论、一阶板理论和Reddy三阶板理论更为精确.

陶瓷/金属功能梯度热障材料研究进展

梯度层中金属相在高温环境下的氧化是导致陶瓷/金属功能梯度热障材料失效的主要原因,限制了功能梯度热障材料的应用。叙述了陶瓷/金属功能梯度热障材料的研究进展,并讨论了其发展前景。

SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料的研究现状

金属陶瓷功能梯度材料是一种新型耐高温、耐腐蚀的复合材料,其应用前景十分广阔。对自蔓延高温合成法(SHS)制备金属陶瓷功能梯度材料的种类、特点、应用背景以及制备工艺进行了详细论述,总结并分析了影响SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料的因素,归纳出了SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料的技术难点,最后对现阶段SHS法制备金属陶瓷功能梯度材料所存在的问题以及发展前景做了简要的分析。

金属陶瓷功能梯度材料的颗粒界面断裂能量释放率与临界颗粒尺寸的研究

研究了功能梯度材料富陶瓷区金属颗粒界面断裂能量释放率。文中采用双层嵌套模型给出了金属颗粒界面的热应力与金属体积浓度的关系 ,对于得到的每一梯度层中的颗粒界面热应力 ,分析了颗粒界面断裂能量释放率 。