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梯度涂层热弹塑性应力分析

作　者: 房晨
导　师: 翟鹏程
学　校: 武汉理工大学
专　业: 固体力学
关键词: 叠层材料梯度涂层热弹塑性变形热应力热弹性-塑性临界温度
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 228次
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内容摘要

功能梯度材料热弹塑性行为分析的理论模型对梯度材料的设计和发展具有十分重要的意义。本文针对平板状金属／陶瓷梯度涂层的结构和组成特征，推广和完善了Suresh等人的三叠层材料的热弹塑性分析模型，建立了平板状金属／陶瓷梯度涂层热弹塑性应力分析的理论模型，对金属／陶瓷梯度涂层的热弹塑性应力和热弹塑性变形进行了分析。论文首先推广了Suresh等人建立的三叠层材料热弹塑性变形理论，取消了原理论模型中塑性区域单向扩展的限制性假设，建立了反映叠层材料完整热弹塑性变形历史的热弹塑性行为分析模型，该模型同时适用于塑性层的塑性区域双边扩展的情况，较Suresh等人的模型适用性更为广泛。针对梯度涂层的结构特征，在建立的三层叠层材料热弹塑性分析模型的基础上，对多层梯度涂层结构的热弹塑性分析模型进行了研究，分别建立了含单个塑性层和两个塑性层的梯度涂层结构的热弹塑性分析理论，给出了在热载荷作用下含单个塑性层和两个塑性层的梯度涂层的热弹性-塑性临界温度和热应力分析公式，利用有限元分析对理论模型进行了验证。最后，本文分别用在文中建立的理论模型和完全弹性模型对多层梯度涂层结构的残余应力分布进行了计算，讨论了材料的塑性行为对梯度涂层热应力的影响。通过本文的研究，更深入地了解了梯度涂层的热应力和热弹塑性变形历史，建立了可以更好地描述金属／陶瓷梯度涂层和叠层材料热弹塑性行为的分析模型，为金属／陶瓷梯度涂层和叠层材料的热弹塑性行为分析和优化设计奠定了理论基础，对梯度涂层的工程应用有重要的指导意义。

全文目录

摘要  3-4
英文摘要  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 功能梯度材料的背景和研究进展  7-8
  1.2 功能梯度材料的研究中的热点问题  8-10
  1.3 功能梯度材料的热弹塑性应力分析  10
  1.4 研究目的和主要研究内容  10-12
第2章叠层材料的热弹塑性应力分析  12-25
  2.1 基本模型  12-13
  2.2 理论推导  13-20
  2.3 结果与讨论  20-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章梯度涂层的热弹塑性应力分析--单塑性层情况  25-38
  3.1 基本模型  25-26
  3.2 理论推导  26-34
  3.3 结果与讨论  34-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章梯度涂层的热弹塑性应力分析--双塑性层情况  38-53
  4.1 基本模型  38-39
  4.2 理论推导  39-48
  4.3 结果与讨论  48-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章结论与展望  53-55
参考文献  55-61
附录1: 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  61
附录2: 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目  61-62
致谢  62

梯度涂层热弹塑性应力分析

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