發(fā)布時間：2020-11-01 20:41

　　 納米功能梯度夾層板因其優(yōu)良的力學特性與可設計性,在新型的存儲單元,傳感器等結構的設計中具有廣闊的應用前景。這類納米結構在使用的過程中,常常受到外部壓力與溫度場的作用,因此,本文對表層為功能梯度材料,芯層為均質(zhì)材料的納米夾層板在橫向分布載荷作用下的彎曲以及溫度場耦合的相關問題進行了研究,主要內(nèi)容如下:1.考慮到納米結構中存在的尺度效應,基于非局部彈性理論,根據(jù)最小勢能原理研究了納米功能梯度夾層板的基本彎曲問題,推導了對應多種剪切變形理論的控制方程,并在四邊簡支的邊界條件下給出了位移分布的解析解。2.在基本彎曲問題的研究基礎上進一步探討了溫度場作用下夾層板熱力耦合的彎曲問題,考慮了因溫度變化所產(chǎn)生的熱應力帶來的影響,推導了該問題的控制方程,得到了帶有溫度場函數(shù)的位移分布的解析解,并利提出了一種用于求解應力分布規(guī)律的有效方法。3.對基本彎曲與熱力耦合的彎曲問題進行了數(shù)值分析,本文得到的宏觀條件退化解與基于經(jīng)典彈性理論的文獻中的數(shù)值解具有較好的一致性。通過不同的算例,分析了尺度效應規(guī)模系數(shù)、剪切變形理論、溫度場函數(shù)等因素對夾層板彎曲特性帶來的影響。討論了非局部彈性理論在本問題中的適用范圍,并研究了應力沿夾層板厚度方向的分布規(guī)律。本文所得到的結論為新型納米功能梯度夾層結構的設計提供了理論依據(jù),具有一定的參考價值。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1
【部分圖文】：

第一章 緒論背景結構概述構是一種典型的復合的板殼結構[1]，在工程應用中所使用的大多數(shù)的夾層結度的薄板與質(zhì)地較輕的夾心組成。夾層結構上下的薄板稱為表層，材料通常金以及膠合板等高強度材料。中間的夾心稱為芯層，目前多采用泡沫塑料、架以及波紋板等質(zhì)地較輕的結構制成。在實際使用中，可以根據(jù)不同的功能芯層的材料，具有優(yōu)良的可設計性。例如，當芯層選用壓縮性能良好的材料聚苯乙烯泡沫塑料等，可以起到保溫、吸振的作用；而鋁制蜂窩結構的芯層閉空氣，阻礙了熱量與聲波在結構中的傳播，因而可以起到隔音、隔熱以及著材料技術與制造工藝的不斷發(fā)展，以新型陶瓷、橡膠阻尼材料以及金屬絲的材料作為芯層的新型夾層結構也逐漸開始投入使用。

納米功能梯度夾層板的彎曲及溫度場耦合的相關問題研究工、成型性等方面的性能優(yōu)異，夾層結構在航空、航天、船舶、汽車、軌道車輛、風力機、筑、包裝等各大領域得到了廣泛的應用，并且其力學行為成為了研究的熱點。例如，對于飛結構來說，在一些載荷不大而厚度較小的部件或結構中使用夾層結構是很常見的，例如飛機面的前緣、后緣壁板，翼面的操縱面或操縱面的后緣以及機身一些小的艙門等次承力結構[3]。此之外，汽車的車身外蒙皮、車身與車架結構、保險杠、座椅、車門等處，軌道車輛（如地，高鐵等）的車體、車廂隔板等結構中也應用了夾層結構[4]。

圖 1.3 碳納米管結構示意圖 1.4 使用納米夾層結構的存儲設備力學模型[6]構在實際的使用中，往往會受到來自外部的壓力等載荷以及使用環(huán)境溫度變正如圖 1.4 所描述的內(nèi)容，可能會對結構各方面的性能帶來一系列的影響。之有效的方法對納米結構的力學行為進行研究，為納米結構的設計提供理論
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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4 李華東;朱錫;梅志遠;邱家波;張穎軍;;分布載荷作用下簡支功能梯度夾層板的彎曲分析[J];復合材料學報;2012年02期

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1 陳家鵬;基于修正Hoff理論硬夾芯夾層板彎曲問題研究[D];南京航空航天大學;2014年

2 虞剛;硬夾心夾層圓筒和曲板的穩(wěn)定性及自由振動分析[D];南京航空航天大學;2014年

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4 寇文彬;功能梯度壓電納米梁的線性振動與屈曲分析[D];北京交通大學;2014年

本文編號：2866069