梯度功能材料薄板瞬态热弹性弯曲有限元分析

摘要

用层合板有限元法分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的新型梯度功能材料薄板的瞬态热弹性弯曲应力问题，并对本方法的正确性进行了检验。讨论了加热、 冷却热边界条件以及两种力学边界条件(固支和简支)对梯度功能材料薄板的瞬态热弹性弯曲应力分布的影响。发现：(1) 在加热过程中，简支板低温金属侧出现较大压应力；在冷却过程中，简支板高温陶瓷侧出现较大拉应力; 且其拉、压应力会随着板上、下表面温差的增大而增大。(2) 无论是简支板还是固支板, 在冷却过程中，沿整个厚度板内部压应力均较大。(3) 在本文的相同条件下，固支板比简支板更适合高温、大温差的使用环境。