具界面损伤功能梯度/纤维金属层合板非线性力学行为研究
发布时间：2025-02-11 21:06
本论文以具界面损伤功能梯度涂层金属板和纤维金属层合板承受压电、热、机械等荷载作用下的非线性静、动力学行为为研究对象,综合考虑几何非线性、材料弹塑性、温度效应、压电效应、层间界面损伤等因素,系统地研究了功能梯度涂层板的弹塑性屈曲和后屈曲及纤维金属层合板多场耦合作用下的非线性动力响应及主动控制、非线性动力稳定性、分岔混沌特性和瞬态温度场中板的温度分布。该研究工作具有重要的理论意义和工程应用价值。本论文的主要研究内容如下。对于具功能梯度涂层金属板结构的弹塑性屈曲和后屈曲问题,首先,考虑应力球张量对弹塑性变形的影响,采用混合硬化屈服准则,并对功能梯度层进行分层处理,得到了功能梯度涂层金属板的增量型弹塑性本构关系;采用弱结合理论,建立了功能梯度涂层与金属板之间的界面本构关系;考虑Von Karman几何非线性,建立了具界面损伤功能梯度涂层金属板的增量型非线性平衡微分方程,在忽略几何非线性影响的情况下,采用Galerkin方法及迭代法,确定了板的弹塑性屈曲临界荷载;然后,运用有限差分法及迭代法,求解了板的弹塑性后屈曲路径。数值算例中,具体讨论了界面损伤参数、诱导荷载比、功能梯度涂层的材料分布指数及板...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 相关领域的研究现状
1.2.1 复合材料弹塑性本构理论的研究现状
1.2.2 纤维金属层合板材低速冲击动力学的研究现状
1.2.3 复合材料层合结构界面损伤的研究现状
1.2.4 复合材料结构热问题的研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的主要创新工作
第2章 具界面损伤功能梯度涂层金属板的弹塑性屈曲及后屈曲分析
2.1 前言
2.2 功能梯度涂层与金属板的物理方程
2.2.1 功能梯度材料及金属材料的混合硬化弹塑性本构模型
2.2.2 弹塑性本构关系
2.2.3 功能梯度涂层金属板整体的弹塑性应力-应变关系
2.3 具界面损伤功能梯度涂层金属板的几何关系
2.4 具界面损伤功能梯度涂层金属板的非线性平衡微分方程
2.5 求解方法
2.5.1 功能梯度涂层金属板的弹塑性屈曲临界载荷
2.5.2 功能梯度涂层金属板的弹塑性后屈曲路径
2.6 数值算例
2.6.1 有关参数对功能梯度涂层金属板弹塑性屈曲临界载荷的影响
2.6.2 有关参数对功能梯度涂层金属板弹塑性后屈曲路径的影响
2.7 本章小结
第3章 定常温度场中低速冲击作用下纤维金属层合板的非线性动力响应
3.1 前言
3.2 基本方程
3.2.1 非线性几何关系及本构关系
3.2.2 非线性运动控制方程
3.3 接触力的描述
3.3.1 法向接触力的求解
3.3.2 切向接触力的求解
3.4 求解方法
3.5 数值算例
3.6 本章小结
第4章 非定常温度场中压电纤维金属层合板的非线性动力响应及其主动控制
4.1 前言
4.2 基本方程
4.2.1 非线性几何关系及本构关系
4.2.2 非线性运动控制方程
4.3 主动控制
4.4 求解方法
4.5 数值算例
4.5.1 压电纤维金属层合板的非线性动力响应
4.5.2 压电纤维金属层合板的非线性主动控制
4.6 本章小结
第5章 耦合场中具界面损伤压电纤维金属层合板的非线性动力稳定性分析
5.1 前言
5.2 基本方程
5.2.1 非线性几何关系及本构关系
5.2.2 非线性运动控制方程和边界条件
5.3 求解方法
5.4 数值算例
5.5 本章小结
第6章 定常温度场中具界面损伤纤维金属层合板的分岔与混沌分析
6.1 前言
6.2 基本方程
6.3 求解方法
6.4 数值结果与讨论
6.4.1 纤维金属层合板的分岔与混沌行为
6.4.2 界面损伤对系统非线性动力学行为的影响
6.4.3 定常温度场对系统非线性动力学行为的影响
6.5 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录
附录B 攻读博士学位期间所参加的科研项目
本文编号：4033854
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 相关领域的研究现状
1.2.1 复合材料弹塑性本构理论的研究现状
1.2.2 纤维金属层合板材低速冲击动力学的研究现状
1.2.3 复合材料层合结构界面损伤的研究现状
1.2.4 复合材料结构热问题的研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的主要创新工作
第2章 具界面损伤功能梯度涂层金属板的弹塑性屈曲及后屈曲分析
2.1 前言
2.2 功能梯度涂层与金属板的物理方程
2.2.1 功能梯度材料及金属材料的混合硬化弹塑性本构模型
2.2.2 弹塑性本构关系
2.2.3 功能梯度涂层金属板整体的弹塑性应力-应变关系
2.3 具界面损伤功能梯度涂层金属板的几何关系
2.4 具界面损伤功能梯度涂层金属板的非线性平衡微分方程
2.5 求解方法
2.5.1 功能梯度涂层金属板的弹塑性屈曲临界载荷
2.5.2 功能梯度涂层金属板的弹塑性后屈曲路径
2.6 数值算例
2.6.1 有关参数对功能梯度涂层金属板弹塑性屈曲临界载荷的影响
2.6.2 有关参数对功能梯度涂层金属板弹塑性后屈曲路径的影响
2.7 本章小结
第3章 定常温度场中低速冲击作用下纤维金属层合板的非线性动力响应
3.1 前言
3.2 基本方程
3.2.1 非线性几何关系及本构关系
3.2.2 非线性运动控制方程
3.3 接触力的描述
3.3.1 法向接触力的求解
3.3.2 切向接触力的求解
3.4 求解方法
3.5 数值算例
3.6 本章小结
第4章 非定常温度场中压电纤维金属层合板的非线性动力响应及其主动控制
4.1 前言
4.2 基本方程
4.2.1 非线性几何关系及本构关系
4.2.2 非线性运动控制方程
4.3 主动控制
4.4 求解方法
4.5 数值算例
4.5.1 压电纤维金属层合板的非线性动力响应
4.5.2 压电纤维金属层合板的非线性主动控制
4.6 本章小结
第5章 耦合场中具界面损伤压电纤维金属层合板的非线性动力稳定性分析
5.1 前言
5.2 基本方程
5.2.1 非线性几何关系及本构关系
5.2.2 非线性运动控制方程和边界条件
5.3 求解方法
5.4 数值算例
5.5 本章小结
第6章 定常温度场中具界面损伤纤维金属层合板的分岔与混沌分析
6.1 前言
6.2 基本方程
6.3 求解方法
6.4 数值结果与讨论
6.4.1 纤维金属层合板的分岔与混沌行为
6.4.2 界面损伤对系统非线性动力学行为的影响
6.4.3 定常温度场对系统非线性动力学行为的影响
6.5 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文目录
附录B 攻读博士学位期间所参加的科研项目
本文编号：4033854
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