ECBC边界下夹FGM金属／陶瓷复合板稳态热应力

采用有限元法研究ECBC边界下中间夹FGM金属/陶瓷复合板的稳态热应力问题,检验了研究方法的正确性,给出了该材料复合板的稳态热应力场分布(Ta=500K,Tb=1800K)。结果表明,FGM层厚度的增加对ECBC复合板的稳态热应力影响不明显。当M=1时,热应力曲线平缓而光滑;当M=0.1和10时,热应力曲线出现明显的转折点;随着FGM层孔隙率的增大,三层板的衔接界面处,热应力变化增大,曲线出现钝角;与金属/陶瓷二层复合板界面处热应力出现突变相比,夹FGM金属/陶瓷复合板的热应力非常缓和。此结果为该复合板的设计和应用提供了准确的理论计算依据。

夹FGM层的金属/陶瓷ECBF复合板稳态热应力

用有限元法和辛普生法研究了ECBF(不能自由伸长但可自由弯曲)力学边界下中间夹FGM层的金属/陶瓷复合板的稳态热应力问题,检验了研究方法的正确性,给出了该材料复合板的稳态热应力场分布(Ta=850K,Tb=1750K).结果表明:FGM层厚度的增加,对ECBF复合板的稳态热应力影响不明显;当功能梯度材料组分的分布系数M=1时,热应力曲线平缓而光滑,当M=0.1和10时,热应力曲线出现明显的转折点和起伏;随着FGM层孔隙率的增大,三层板的衔接界面处,热应力变化增大,曲线出现尖角,并达到峰值,陶瓷侧的最大拉应力增大三倍;与金属/陶瓷二层复合板界面处热应力出现突变相比,夹FGM层的金属/陶瓷复合板的热应力非常缓和.此结果为该复合板的设计和应用提供了准确的理论计算依据.

不同变形状态下变物性梯度功能材料板瞬态热应力

用非线性有限元法分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板的对流换热瞬态热应力问题,与已有文献比较检验了方法的正确性,给出了该材料板在不同变形状态下的瞬态热应力分布,并与常物性时的结果进行了比较。结果表明:无限自由长板内的热应力最小;当无限长板只能伸长、不能弯曲时,板内瞬态拉应力最大;当无限长板伸长、弯曲受限时,板内的瞬态压应力最大;考虑变物性时的最大拉应力比常物性减小48.9%,最大压应力减小39.6%;此外,对流换热系数的变化对不同变形状态下该变物性材料板瞬态热应力场的影响显著。此结果为该材料的设计和应用提供了准确的理论计算依据。

换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态热应力

用有限元和有限差分法,分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板的瞬态热应力问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下变物性梯度功能材料板的瞬态热应力场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较。结果表明:在计算瞬态热应力场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态热应力场的最重要因素之一。此外,材料组分的分布形状系数M、环境介质温度和对流换热系数的变化对变物性梯度功能材料板的瞬态热应力场分布均有明显的影响。此结果为梯度功能材料的设计和应用提供了理论计算依据。

不同力学边界下梯度功能材料板稳态热应力

用有限元法研究了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的梯度功能材料板的稳态热应力问题,检验了研究方法的正确性,给出了不同力学边界条件下该材料板的稳态热应力场分布。结果表明:无限自由长板内的热应力最小;当无限长板只能伸长、不能弯曲时,板内稳态拉应力最大,比无限自由长板时板内最大拉应力增大6.1倍;当无限长板的伸长、弯曲受限时,板内的压应力最大,比无限自由长板时板内最大压应力增大12.0倍;此外,材料组分形状分布系数M、对流换热系数、环境介质温度和孔隙度的变化对不同力学边界条件下该材料板稳态热应力场的影响显著。此结果为该材料的设计和应用提供了准确的理论计算依据。

换热边界下梯度功能材料板稳态热应力

用有限元和辛普生法研究了由ZrO2和Ti 6Al 4V组成的梯度功能材料板的稳态热应力问题,检验了孔隙度P为零时数值模拟模型的正确性,给出了对流换热边界下的稳态热应力场分布。结果表明:材料组分的分布形状系数M、孔隙度P、对流换热系数和环境介质温度的变化对该材料板的稳态热应力场分布均有明显的影响;在设定条件下,当P=0时,该材料无限自由长板在金属和陶瓷附近板内为压应力,而在板中部为拉应力;当A=3.99时,陶瓷侧拉应力最大。

换热边界下梯度功能材料板瞬态热应力研究

用有限元和辛普生法 ,研究了由ZrO2 和Ti 6Al 4V组成的梯度功能材料板的瞬态热应力问题 ,检验了方法的正确性 ,给出了对流换热边界下的瞬态热应力场分布。结果表明 :材料组分的分布形状系数M、对流换热系数和环境介质温度的变化对该材料板的瞬态热应力场分布均有明显的影响 ;在本研究相同条件下 ,该材料无限自由长板在金属和陶瓷附近板内为压应力 ,而在板中部为拉应力。此结果为该材料的设计制备提供了准确的理论计算依据。

不同力学边界下梯度功能材料板瞬态热应力

用有限元和有限差分法,分析了由ZrO2和Ti 6Al 4V组成的梯度功能材料板的瞬态热应力问题,检验了方法的正确性,给出了不同力学边界条件下该材料板的瞬态热应力场分布。结果表明:无限自由长板内的热应力最小;当无限长板只能伸长,不能弯曲时,板内瞬态拉应力最大,比无限自由长板时板内最大拉应力增大3.3倍;当无限长板的伸长、弯曲受限时,板内的瞬态压应力最大,比无限自由长板内的最大压应力增大5.1倍;此外,对流换热系数和环境介质温度的变化对不同力学边界条件下该材料板瞬态热应力场的影响显著。此结果为该材料的设计和应用提供了准确的理论计算依据。

不同力学边界下变物性梯度功能材料板稳态热应力

用非线性有限元法和辛普生法分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在不同力学边界条件下的稳态热应力问题.结果表明:当无限长板只能伸长、不能弯曲时,板内稳态拉应力最大,比无限自由长板时板内最大拉应力增大6.1倍;当无限长板伸长、弯曲受限时,板内的压应力最大,比无限自由长板时板内最大压应力增大14.9倍;考虑变物性的最大拉应力比常物性减小48.9%,最大压应力比常物性减小39.6%;此外,材料组分形状系数M、对流换热系数和孔隙度的变化对不同力学边界条件下该变物性材料板稳态热应力场的影响显著.此结果为该材料的设计和应用提供了准确的理论计算依据.图4,表1,参8.