功能梯度材料(Functionally graded materials: FGM)是一种新型复合材料,具有减小残余应力、缓和应力集中和增强黏结强度等优势,在航空航天与核工业等领域有着广阔的应用前景。本项目基于勒让德正交多项式级数方法分别对电-磁-弹、热-弹和粘弹性FGM结构(包括板、空心圆柱和空心球)中的波传播特性进行了系统深入的研究;发展了拉盖尔多项式级数方法用于研究FGM半空间上的瑞利波和Love波;通过数值算例总结了这种方法在各种结构中、不同耦合场下的收敛准则;同时研究了各种多场耦合作用下多层结构与均匀结构中的波传播特性,与FGM结构进行了对比;分析了各种耦合作用对FGM结构波传播特性的影响;建立了对各种多场耦合作用下FGM结构中导波和表面波传播的频散和衰减特性、以及位移、应力、电势、温度等分布特性的全面认识;发现了许多多场耦合作用下FGM结构独特的声学性能;为FGM的结构设计、超声无损检测提供了理论依据。
英文主题词Functionally graded materials; Multi-field coupling; Stress waves; Orthogonal polynomials; Dispersion