功能梯度杆在扭转荷载下的弹塑性分析
数值分析
2017-05-30 v2
摘要
本文提出了一种求解功能梯度杆在扭转荷载下弹塑性问题的新积分方程方法。该公式具有一般性，可应用于由任意类型弹塑性材料制成的任意截面。在材料科学中，功能梯度材料（FGM）是一种非均匀复合材料，通过统一其组成相材料的最佳性能而表现为单相材料。非线性弹塑性行为采用塑性形变理论处理。根据该理论，材料常数在截面内假设为可变，并通过迭代过程更新，以使各点的等效应力和等效应变与单轴材料曲线一致。本研究中，在塑性形变理论中引入了一种新的直接非线性过程，简化了求解方法。在每个迭代步，翘曲函数通过使用边界元法（BEM）结合模拟方程法（AEM）求解非均匀各向同性杆的扭转问题得到。不失一般性，FGM 材料由陶瓷相和金属相组成。陶瓷假定为线弹性行为，而金属则建模为弹性-线性硬化材料。此外，采用了 TTO 均质化方案来估计两相 FGM 的有效性能。分析了多种具有不同截面和材料类型的杆，以验证所提出的模型并展示其显著特征。此外，从功能梯度杆在扭转荷载下的弹塑性行为中得出了有用的结论。
引用
@article{arxiv.1703.08591,
title = {Elastic-plastic analysis of functionally graded bars under torsional loading},
author = {George C. Tsiatas and Nick G. Babouskos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.08591},
year = {2017}
}