功能梯度材料有限元力学分析

应力分布局部图（25层）

功能梯度材料有限元力学分析摘要：功能梯度材料是通过特定的材料制备工艺将不同性能的两种或两种以上的材料按一定的设计规律组合起来，使结构的两侧分别由性能各异的材料组成以满足不同的使用要求的材料。采用UG软件对功能梯度材料的结构静力学性能进行分析，采用分层法对每层的材料进行定义，使其的弹性模量、质量密度呈线性函数、幂函数或者指数函数变化，同过施加不同的载荷分析它的变形位移，最大正应力等。本文主要讨论在其弹性模量和质量密度呈线性函数变化时，它的力学分析。利用UG高级仿真软件对其进行有限元分析，计算其位移，应力和应变。考虑到的材料使用的实际情况，为了评价其固有振型和频率，利用模态分析技术和有限元方法，继而在UGNX7.0软件下分析了其模态，进一步根据结构静力学分析和模态分析，对梯度功能材料进行选择和优化。通过结构静力学分析、模态分析及热弹性分析数据得出梁的材料性能，确定结构对梁性能的作用。关键词：功能梯度材料；分层法；静力学分析；模态分析；UGNX7.0

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三维实体图

25层梁自由模态下其中6阶振型

功能梯度材料温度分布云图

铝材的温度分布云图

热弹性应力云图

氧化锆位移量云图

应力分布图（1000N，25层）

应力分布图（25层）