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功能梯度纯弯曲梁弹塑性问题的解析解
  • ISSN号:1001-7445
  • 期刊名称:《广西大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O344[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]同济大学航空航天与力学学院,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10432030)
中文摘要:

在小变形前提下研究了功能梯度材料纯弯曲梁的弹塑性受力变形特征.假定功能梯度材料为理想弹塑性材料,且其弹性模量与屈服强度沿梁高度方向按照指数函数变化,根据Mises屈服条件导出了纯弯曲梁的弹性极限弯矩、截面弹塑性应力以及塑性极限弯矩的解析表达式.算例分析表明功能梯度材料梁的弹塑性性能与均匀材料梁不同,材料屈服不一定首先产生于截面最大应力点,塑性变形的产生、扩展具有多种不同的模式,材料弹性模量与屈服强度沿截面高度的梯度变化对纯弯曲梁的应力分布规律及极限承载能力均有较大影响.研究结果可为功能梯度材料梁的弹塑性分析提供验证的考题,也可为简化理论的建立提供一定的依据.

英文摘要:

The elastoplastic behavior of a functionally graded beam subjected to pure bending is studied under the framework of small deformation theory. The modulus of elasticity and the yield limit of the material are assumed to vary exponentially along the thickness of the beam. And the material is a desirable elastoplastic model. The elastic limit bending moment, the elastoplastic stress and plastic limit bending moment are obtained by Mises yield criterion. The numerical examples show that the elastoplastic performance of a functionally graded beam subjected to pure bending is different from the homogeneous material beam. The yield of the material do not definitely derive from the maximum stress. The plastic deformation and the development of plastic zones are related to the variation of material properties along the thickness and the graded variations of the elastic modulus and the yield limit of the material have great effect on the stress distribution and limit carrying capacity. The analytical results presented here can serve as benchmarks for verifying numerical solutions of problems and will be helpful in establishing the simplified beam theories.

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期刊信息
  • 《广西大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:广西大学
  • 主办单位:广西大学
  • 主编:陈保善
  • 地址:广西南宁市大学路100号广西大学西校区
  • 邮编:530005
  • 邮箱:gxuzrb@gxu.edu.cn
  • 电话:0771-3235713 3232390
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-7445
  • 国内统一刊号:ISSN:45-1071/N
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国高校自然科学优秀学报,广西优秀科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9092