基于半解析法的功能梯度悬臂梁力学行为研究

作     者：张龙 刘秉斌 范钧滔 ZHANG Long;LIU Bingbin;FAN Juntao

作者机构：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所绵阳621000 

基　　金：国家自然科学基金(12172296) 

出 版 物：《复合材料科学与工程》 (Composites Science and Engineering)

年 卷 期：2024年第7期

页      码：16-22页

摘      要：功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)物理性能优良,具有重要的应用价值,近些年来受到了越来越多的关注。本文发展了一种可用于功能梯度悬臂梁受力分析的半解析方法,该方法具有与解析法同等的计算精度,并且可用于材料性能梯度分布复杂情况下的悬臂梁结构受力分析。将该方法用于材料性能按线性梯度分布、指数梯度分布、复杂经验公式梯度分布的功能梯度悬臂梁受力分析,并与解析法、梯度有限元法、分层有限元法的计算结果进行了对比验证。研究结果表明,当高度和长度方向的积分点数分别为11个和21个时,半解析法和梯度有限元法计算的弯曲应力分布结果与解析解基本一致,分层有限元法计算的弯曲应力分布结果与解析解相差较大,相对误差大于10%。而对于挠度值分析,半解析法、梯度有限元法、分层有限元法的计算结果均与解析解非常接近,最大相对误差不超过1.0%。

主 题 词：功能梯度材料 悬臂梁 半解析法 有限元 复合材料 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.19936/j.cnki.2096-8000.20240728.002

馆 藏 号：203130863...