复合材料学报

作者：沈景凤, 张翠, 刘方,

关键词：功能梯度材料, 薄壁旋转碟片, 热耦合传导方程, 热弹性耦合理论, 微分求积方法,

基于热弹性耦合理论，对处于热载荷下的Al-Al₂O₃功能梯度材料（FGM）薄壁旋转碟片进行研究。根据FGM构造理论结合碟片轴对称特性，得到其力学特性全场分布。分别采用函数构造方法和热耦合传导方程推导得到模型所处温度场，并加以分析对比。建立了统一温度场的热耦合本构方程，并根据平面应力情况下热弹性材料力学特性基本原理，拟合确定其物性系数。通过微分求积方法（DQM）求解不同温度场下不同FGM构造形式模型的位移控制方程。结果表明：常温下，热耦合本构方程可以退化到胡克定律；经典热弹性理论与热弹性耦合理论下的碟片径向位移误差可达41.7%；热弹性耦合理论的结果随温度非线性变化，这种变化趋势也体现在大量科学实验中；碟片外表面温度变化、转速和所处的温度场显著地影响其热弹性场。

来源：2019年第4期

《复合材料学报》期刊编辑部

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