文献类型：期刊文章

作　　者：彭旭龙[1] 黄海平[1] 李进宝[1] 陈央[1] 陈子光[2]

PENG Xulong;HUANG Haiping;LI Jinbao;CHEN Yang;CHEN Ziguang(Department of Mechanics,School of Civil Engineering,Changsha University of Science&Technology,Changsha 410114,P.R.China;Department of Engineering Mechanics,School of Aerospace Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,P.R.China)

机构地区：[1]长沙理工大学土木工程学院力学系,长沙410114 [2]华中科技大学航空航天学院工程力学系,武汉430074

出　　处：《应用数学和力学》

基　　金：湖南省教育厅自然科学研究基金(21B0315;18C0243);湖南省大学生创新创业训练计划项目(S2021105360050)。

年　　份：2022

卷　　号：43

期　　号：10

起止页码：1146-1154

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2021_2022、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：研究了任意梯度变化的变厚度各向异性转动圆盘的弹性问题.假设圆盘绕刚性轴匀速转动,其材料性能和厚度沿径向任意梯度变化.考虑圆盘在中心转轴处受位移约束,外侧自由,根据各向异性转动圆盘的平衡微分方程,得到关于径向应力的Fredholm积分方程,继而通过对Fredholm积分方程进行数值求解,得到结构的位移场和应力场.对具体梯度变化情况仅需代入相应梯度变化进行求解即可.数值算例部分,通过假设厚度、弹性模量等参数为特殊的幂函数形式,将由Fredholm积分方程求出的数值解与对应的精确解进行对比,以及针对常见的Voigt模型,将由该方法算得的数值解和ANSYS有限元计算结果进行对比,验证了该方法的准确性和精度.其次,针对Voigt模型,重点分析了厚度变化、材料性能梯度参数、各向异性度等对应力场和位移场的影响.提出了针对材料性能和厚度沿径向呈任意梯度变化的圆盘结构弹性分析方法,将为优化功能梯度圆盘的结构和材料参数、有效调整构件应力分布、提高结构安全性,提供强有力的工具;算例分析结果对功能梯度圆盘在复杂条件下的结构安全设计有重要的理论指导意义.

关 键 词：功能梯度材料 任意梯度变化  各向异性 转动圆盘  弹性  

分 类 号：O343.6] O343.8[力学类]