【摘 要】
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功能梯度材料的材料属性沿某一方向或多个方向呈连续梯度变化,功能梯度材料在夹层结构中的应用避免了夹层结构中的层间的应力突变。随着纳米功能梯度传感器的出现,纳米材料与功能梯度材料的结合将成为未来的研究热点。纳米功能夹层结构兼具纳米材料和功能梯度夹层结构的优良特性,具备潜在的应用前景。常用来解决此类板的力学特性问题的四变量精确板理论相对于传统的夹层板理论具备明显的优势,如计算效率高,精度高等。但由于目前
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功能梯度材料的材料属性沿某一方向或多个方向呈连续梯度变化,功能梯度材料在夹层结构中的应用避免了夹层结构中的层间的应力突变。随着纳米功能梯度传感器的出现,纳米材料与功能梯度材料的结合将成为未来的研究热点。纳米功能夹层结构兼具纳米材料和功能梯度夹层结构的优良特性,具备潜在的应用前景。常用来解决此类板的力学特性问题的四变量精确板理论相对于传统的夹层板理论具备明显的优势,如计算效率高,精度高等。但由于目前的四变量精确板理论只能解决宏观尺度问题,因此本文将四变量精确板理论与非局部弹性理论结合,将其推广到纳米尺度,并用以研究了四边简支纳米功能梯度夹层板的热屈曲、力弯曲和热力弯曲问题。本文的主要内容包括:1.应用四变量位移假设,结合非局部弹性理论,推导出了考虑到非局部参数的四变量精确板理论。2.针对上、下表层为纳米功能梯度材料,芯层为纳米均质材料的四边简支纳米功能梯度夹层板,考虑其受到外部载荷和温度场作用下的热屈曲、力弯曲和热力弯曲问题,并分别给出对应问题的解析解和数值解。3.分别对四边简支的纳米功能梯度夹层结构在热屈曲、力弯曲、热力弯曲下的结果做退化研究,与文献解比较,验证了非局部四变量板理论的正确性,并讨论非局部参数、长宽比、宽高比、体积分数指数、夹层板类型以及温度场等因素对结果的影响。本文将四变量精确板理论与非局部理论结合,将四变量板理论推广至纳尺度下,用纳米功能梯度夹层结构的相关理论比较验证,证明了这种考虑了非局部参数的四变量精确板理论的可靠性与精确性,并且为纳米功能梯度夹层结构的设计提供了理论依据。
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