含裂纹功能梯度材料梁结构振动功率流特性研究

发布时间：2021-02-04 06:18

　　功能梯度材料是由多种性能不同的材料沿空间通过连续改变组分而形成,具有优于其它传统复合材料的独特性能,应用于各种工程领域中。梁结构是工程应用中重要的构件,而梁中的裂纹损伤会改变局部刚度等特性,使得梁的振动特性和波传播特性发生改变。本文首先对含裂纹的功能梯度材料欧拉梁结构进行了自由振动特性分析。以欧拉梁理论为基础,给出了材料属性沿厚度呈指数函数变化的功能梯度材料梁的自由振动方程,并采用经典的转动弹簧模型来模拟梁中的裂纹。研究了梁的长度、裂纹位置、裂纹深度、材料梯度和边界条件等参数与振动频率之间的关系。结果表明这些参数的改变会对梁的固有频率产生影响。然后对无限长功能梯度材料梁进行了输入功率流和传播功率流分析。建立了无限长FGM欧拉梁结构的动力学方程,采用波动法结合梁的连续条件计算得到FGM欧拉梁的振动特性,对完善梁和裂纹梁的输入功率流和传播功率流进行了分析。讨论了材料梯度、激励频率、裂纹深度和裂纹位置等信息与输入功率流和传播功率流之间的关系,为基于振动功率流的裂纹FGM梁的损伤识别提供了理论基础。最后对不同参数条件下的含裂纹功能梯度材料梁进行了模态功率流特性分析。推导了FGM欧拉梁的模态功率... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

示例梁及其应力场

2( , ) ( , )( , ) ( , ) ( , ) ( , )( , ) ( , )( , )EI GA x t x tx xw x t w x t x t x tGA x t x t EIx x x xw x tGAx x ( , )( , ) ( , ) ( , )( , ) ( , )( , ) ( , ) ( , )x tx t w x t EI x tx xw x t x tGA x t w x t EI x tx x x (通过比较方程(4.10)和方程(4.19)，即可看出模态功率流xP 与能量密度 e( x, t )有如系：( , )( , )xe x tP x tt x (如图 4.2 所示，在 x 位置处有一长度为 x 的无限小梁结构微元体，左侧位ix x，右侧位于i1x x 。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]含呼吸裂纹功能梯度材料梁振动的研究[D]. 唐俊飞.南京理工大学 2016
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[3]抗积碳直接碳氢化合物固体氧化物燃料电池功能梯度阳极材料的制备及性能[D]. 吕尧.上海交通大学 2014
[4]功能梯度热障涂层的制备及隔热性能的研究[D]. 贾光耀.武汉理工大学 2002



本文编号：3017872