李科哲,赵 彪,李晓娇,刘 洋

(1.中国酒泉卫星发射中心,甘肃 酒泉 732750; 2.哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)



新型复合材料功能梯度板热屈曲研究

李科哲1,赵 彪2,李晓娇1,刘 洋1

(1.中国酒泉卫星发射中心,甘肃 酒泉 732750; 2.哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001)

针对目前功能梯度材料(FGM)热物参数存在众多不同表征方法的现状，假设功能梯度平板材料热物参数沿厚度向呈同一任意函数形式变化，基于经典板理论和一阶剪切理论，用临界平衡法推导板的屈曲方程，用Navier法求解方程，给出功能梯度平板热屈曲临界温度的通用解析式。考虑其热物参数对温度的依赖性，通过迭代算法获得了四边简支的功能梯度平板在均匀受热时临界屈曲温度变化的封闭解。以常用的指数型功能梯度平板为例进行了数值计算，分析了平板几何尺寸对其临界屈曲温度的影响。结果表明：结构尺寸参数是影响临界温升的最主要因素，临界屈曲温度分别随其厚长比和长宽比增大而单调增大。研究扩大了均匀温度场中功能梯度平板热屈曲临界温度计算公式的适用范围，有一定的工程意义。

功能梯度平板； 热物参数； 任意函数； 热屈曲； 临界温度； 均匀温度场； 依赖性； 指数型

0 引言

FGM是日本材料学者于1984年针对航天领域中出现的高落差温度现象提出的，其材料要素沿某一方向由一侧向另一侧呈连续梯度光滑变化，基本消除了宏观界面，由此能避免或降低热应力集中。……