论文部分内容阅读
本文对功能梯度材料及其强度进行了分析。按照顺序内容包括以下几个方面：(1)介绍了功能梯度材料(FGM)的概念、性质、开发背景、研究现状(包括材料设计、材料制备、材料性能评价)以及其在航天、核领域、生物医学、化学、电磁、民用建筑等方面的广泛应用。并对功能梯度材料以后的发展趋势进行了简单的预测(2)运用传统的粉末冶金法，制备出了性能良好，不同质量百分比(10﹪、15﹪、20﹪、25﹪)的均匀碳化硅颗粒增强铝基复合材料，在此基础上用简单的拉伸试验，压缩试验以及热膨胀试验测定了不同质量百分比的均匀碳化硅颗粒增强铝基复合材料的物性参数，从而为第四章梯度复合材料强度的预测提供了可靠的数据。并采用中间夹层扩散焊工艺将不同质量百分比的均匀复合材料焊接呈阶梯变化的梯度复合材料。(3)在查阅大量文献的基础上，总结了近几年国内外研究者对功能梯度材料在细观力学方法方面的研究概况以及宏观力学响应方面的研究进展。基于经典板壳理论，假设材料性质(弹性模量、泊松比、膨胀系数等)为沿板厚度方向坐标的幂函数，推导了功能梯度矩形板在热-机耦合载荷作用下的平衡方程，并建议用等效温度载荷方法求解该方程。(4)将经典的层合板理论运用到功能梯度材料中，假设梯度复合材料单层板之间焊接良好，中间夹层很薄，其本身不发生变形，并且梯度层合板仍然符合薄板假定，整个层合板等厚度。在此基础上，选择Hill-蔡准则作为强度破坏准则，根据单层板的物性参数预测了梯度层合板的强度。