目前全球范圍內(nèi)都在積極發(fā)展各種新型功能材料,新型材料是各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn),也是決定國(guó)家高端制造業(yè)及國(guó)防安全的關(guān)鍵因素。國(guó)內(nèi)外關(guān)于新型材料的研究日新月異,尤其是功能材料的研究,而梯度泡沫材料作為功能材料的一種,已成為廣大學(xué)者研究的重點(diǎn)之一。由此,本文以梯度泡沫材料為研究對(duì)象,在系統(tǒng)總結(jié)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)梯度泡沫金屬材料的基本力學(xué)物理量進(jìn)行了數(shù)學(xué)表征,并對(duì)均勻泡沫材料的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,主要包括拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn),結(jié)合理論分析,得到了不同密度的泡沫材料的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果;同時(shí),采用理論與數(shù)值研究相結(jié)合的方法,建立梯度泡沫金屬梁和圓板在機(jī)械載荷、熱載荷作用下的力學(xué)模型,采用參數(shù)退化的方式驗(yàn)證了梁的屈曲問(wèn)題,利用梁結(jié)構(gòu)的彎曲試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了理論分析的可行性;在此基礎(chǔ)上采用軸線可伸長(zhǎng)Euler梁理論和圓板的經(jīng)典理論推導(dǎo)了梁和圓板的控制方程,采用打靶法對(duì)不同邊界條件的控制方程進(jìn)行了求解,獲得了大量數(shù)值結(jié)果,以期為梯度泡沫材料的工程應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持和參考。本文的主要研究工作如下:1.首先分析了梯度泡沫材料物性參數(shù)的基本力學(xué)表征關(guān)系,包括泡沫材料的孔穴尺寸和形狀... 

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 新型材料概述
    1.2 多孔材料概述
    1.3 泡沫材料制備
    1.4 泡沫材料應(yīng)用
    1.5 功能材料的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.5.1 功能梯度材料的研究現(xiàn)狀
        1.5.2 梯度多孔材料力學(xué)行為研究現(xiàn)狀
    1.6 研究目標(biāo)及內(nèi)容
    1.7 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    1.8 本論文的研究路線
第2章 泡沫材料物性參數(shù)表征及試驗(yàn)研究
    2.1 引言
    2.2 梯度泡沫材料物性參數(shù)表征
        2.2.1 相對(duì)密度
        2.2.2 彈性/剪切模量
        2.2.3 屈服極限
        2.2.4 結(jié)構(gòu)基于梯度指標(biāo)的物性表征
        2.2.5 結(jié)構(gòu)基于孔隙率的物性表征
    2.3 梯度泡沫梁及圓板的整體相對(duì)密度
        2.3.1 梯度泡沫梁的整體相對(duì)密度
        2.3.2 梯度泡沫圓板的整體相對(duì)密度
        2.3.3 密度沿厚度方向分布的兩種典型模式
    2.4 均勻泡沫材料的力學(xué)性能試驗(yàn)
        2.4.1 拉伸試驗(yàn)
        2.4.2 沖擊試驗(yàn)
        2.4.3 彎曲試驗(yàn)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 不同孔隙率梯度泡沫梁的熱屈曲和自由振動(dòng)
    3.1 引言
    3.2 問(wèn)題描述
    3.3 力學(xué)模型
        3.3.1 幾何方程
        3.3.2 本構(gòu)方程
        3.3.3 泡沫材料梁的熱傳導(dǎo)方程
    3.4 平衡方程
    3.5 無(wú)量綱平衡方程
    3.6 邊界條件
    3.7 數(shù)值方法—打靶法
    3.8 數(shù)值結(jié)果與討論
        3.8.1 結(jié)果的驗(yàn)證
        3.8.2 無(wú)溫度場(chǎng)的臨界屈曲載荷
        3.8.3 穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的臨界載荷及自由振動(dòng)
        3.8.4 非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的臨界載荷及自由振動(dòng)
    3.9 本章小結(jié)
第4章 梯度泡沫材料圓板的非線性彎曲和屈曲
    4.1 引言
    4.2 問(wèn)題描述
    4.3 力學(xué)模型
        4.3.1 幾何方程
        4.3.2 本構(gòu)方程
    4.4 控制方程
    4.5 位移形式的控制方程
        4.5.1 位移函數(shù)形式的控制方程
        4.5.2 無(wú)量綱化的控制方程
        4.5.3 邊界條件
    4.6 數(shù)值結(jié)果及討論
        4.6.1 梯度泡沫材料圓板的非線性彎曲行為
        4.6.2 梯度泡沫板的屈曲及屈曲變形
    4.7 本章小結(jié)
第5章 梯度泡沫材料圓板的熱屈曲和自由振動(dòng)
    5.1 引言
    5.2 問(wèn)題描述
        5.2.1 溫度有關(guān)的物性參數(shù)
        5.2.2 一維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)
    5.3 力學(xué)模型
        5.3.1 幾何方程
        5.3.2 本構(gòu)方程
        5.3.3 自由振動(dòng)的控制方程
    5.4 控制方程組
    5.5 數(shù)值求解結(jié)果及分析
        5.5.1 周邊夾緊梯度泡沫材料圓板
        5.5.2 不可移簡(jiǎn)支梯度泡沫材料圓板
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 后期展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3722959