苏厚德
,
樊建领
,
俞树荣
,
冯玉洁
,
曹维国
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.6.012
研究上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler梁在升温及电场作用下的振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立压电功能梯度Euler层合梁在热-电-机械载荷作用下的几何非线性动力学控制方程.其中,假设功能梯度的材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,压电层为各向同性均匀材料.把问题线性化,利用打靶法,获得在均匀电场和横向非均匀升温场内两端固定和两端简支Euler梁在热屈曲前自由振动特性的半解析数值解.由于材料在横向的非均匀性,即使在均匀升温和均匀电场作用下,梁内仍然会产生拉-弯耦合效应,对梁的自振频率也有一定的影响.
关键词:
功能梯度材料
,
压电层合梁
,
半解析
,
打靶法
,
固有频率
杨莉
,
郝育新
,
杨绍武
,
刘亚泽
材料热处理学报
以受横向简谐激励机械载荷和热载荷共同作用的、金属基陶瓷功能梯度材料圆柱曲板为研究对象,利用有限元软ANSYS对两边固支两边自由的功能梯度材料柱面曲板进行建模,并对其在热环境下进行模态分析.这里采用了比较适合薄板的SHELL99单元模型,给出不同几何和物理参数条件下FGM圆柱面曲板前8阶振动模态图,得到固其有频率,并且对前8阶模态做模态进行分析,结果发现圆柱曲板的模态振型主要有横向和扭转振动,其中前两阶模态以横向振动为主.分析结果为进一步的理论研究、对结构设计和参数优化提供了有效的依据.
关键词:
功能梯度材料
,
柱面曲板
,
模态分析
,
ANSYS
郭明海
,
刘俊友
,
贾成厂
,
果世驹
,
李艳霞
材料热处理学报
采用半固态触变液固分离工艺制备出底部具有高体积分数SiC (63 vol％)的Al基功能梯度电子封装壳体,借助光学显微镜和扫描电镜分析了壳体复合材料中SiC的形态分布及其断口形貌,并测定了其热物理性能和力学性能.结果表明,原始30vol％ SiCp/Al复合材料在半固态触变成形中SiC颗粒和液相产生分离流动,液相从壳体中流出,SiC颗粒在壳体中聚集,其体积分数从壳体底面向四壁逐渐降低.组织和性能呈梯度变化.壳体底面具有高的热导率和低的热膨胀系数(CTE),这与芯片材料相匹配,壳体四壁具有良好的焊接性能.
关键词:
液固分离
,
SiCp/Al复合材料
,
功能梯度材料
,
电子封装壳体
牛瑞琴
,
邹汉涛
,
吴倩
,
张荣波
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.019.023
聚乳酸是一种具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸收性的高分子材料,近年来,被广泛应用于生物医用及日常生活等领域.梯度功能材料作为一种新型的复合材料,凭借其独特的性能优势受到广泛关注.综述了聚乳酸梯度功能材料的制备方法以及其在国内外应用领域取得的最新研究成果,展望了聚乳酸梯度功能材料未来的发展方向和应用前景.
关键词:
聚乳酸
,
梯度功能材料
,
制备方法
,
应用前景
易文龙
,
马国斯
,
谢襄漓
,
王林江
人工晶体学报
在粉末叠层基础上于1550℃,保温30 min的微波烧结条件下,合成了以β-Sialon为过渡层,Si3N4和Al2O3为端元组分的梯度材料.SEM分析显示烧结试样表面气孔少,晶粒之间排列紧密,结构均匀;XRD分析表明由于组分之间的固溶反应,梯度材料中β-Sialon相的z值在1～3范围内呈现规律性变化.各烧结试样的体积密度在2.9～3.5 g/cm3之间,相对密度在90％ ～ 96％之间,热膨胀系数随着成份的变化而呈现出从Al2O3端到Si3N4端呈逐渐下降的趋势.
关键词:
微波烧结
,
梯度材料
,
β-Sialon
,
Si3N4
,
Al2O3
叶晓芬
,
徐凯宇
功能材料
基于磁致伸缩相与压电相的本构方程,应用弹性力学的方法,建立了功能梯度铁电铁磁复合材料弯曲模态下的磁电耦合静态力学模型。假设铁电和铁磁材料的物理参数均为沿厚度方向的线性或指数函数,分析计算了由PZT作为铁电材料和CoFe2O4作为铁磁材料的双层复合材料的磁电效应。结果表明,在弯曲模态下,磁电电压系数出现两个峰值。负梯度的铁电（或铁磁）材料提高磁电效应,正梯度的铁电（或铁磁）材料降低磁电效应。同号梯度的铁电铁磁材料对磁电效应的影响更大。
关键词:
多铁材料
,
功能梯度
,
铁电铁磁复合材料
,
弯曲
,
磁电效应
杨东生
,
张盛
,
张洪武
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150623.003
以高效模拟功能梯度材料(FGM)微观非均质性对整体热力学性能的影响为研究目的,通过随机形态描述函数(RMDF)法和体积分数的指数分布建立FGM二维微结构,在此基础上,发展了FGM热应力分析的耦合扩展多尺度有限元方法(CEMsFEM).该方法基于扩展多尺度有限元方法(EMsFEM)的基本思想,对温度场和位移场构造数值基函数,以把微观非均质材料性质带到宏观响应中.同时为了考虑泊松效应导致的不同方向间的耦合作用,在位移场数值基函数中增加了耦合附加项.通过数值基函数建立宏微观单元信息的映射关系,在宏观尺度求解有效方程,节约计算量.为了更好地考虑微观载荷的影响,把结构的真实响应分解为宏观响应和微观扰动,进一步推导出修正的宏观载荷向量.通过不同体积分数分布的FGM在不同载荷工况下的热应力分析算例验证了本文中方法的正确性和有效性,最后讨论了微结构的尺寸效应对结构热力学响应的影响.
关键词:
功能梯度材料
,
随机形态描述函数法
,
数值基函数
,
热应力分析
,
多尺度方法
贺丹
,
杨子豪
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160729.002
基于一种新修正偶应力理论建立了微尺度平面正交各向异性功能梯度梁模型.模型中包含两个材料尺度参数,因此能够分别描述在两个正交方向上由尺度效应带来的不同大小弯曲刚度增强.基于最小势能原理推导了平衡方程和边界条件,并以自由端受集中载荷作用的悬臂梁为例给出了弯曲问题的解析解.该梁模型的控制方程以及解的形式和经典梁模型是一致的,只是在刚度项中增加了一项和尺度效应有关的项.算例结果表明:采用本文模型所预测的梁挠度总是小于经典理论的结果,即捕捉到了尺度效应.尺度效应会随着梁几何尺寸的减小而增大,并在梁的几何尺寸远大于尺度参数时逐渐消失.
关键词:
修正偶应力理论
,
正交各向异性
,
功能梯度材料
,
尺度效应
,
材料尺度参数
