功能梯度超弹性可变厚度旋转圆盘应力分析：半解析方法

功能梯度材料（FGMs）代表了一类旨在通过调节微结构以实现优化机械、热和功能性能的先进材料。不同材料在功能梯度材料中的 strategic integration 为工程师提供了 unprecedented 对强度、热导率和耐腐蚀性等性能的控制，使其能够为航空航天、汽车和生物医学等要求严苛的应用提供创新解决方案。本研究考察了由不可压缩超弹性材料构成、由功能梯度属性组成的旋转圆盘薄片，其厚度随半径变化。为阐明这些现象，采用幂关系来描述横截面几何 m、材料属性 n 和超弹性材料的角速度 ω 的变化。从实验数据中获得用于超弹性材料的常数。对不同的 m、n 和 ω 值进行半解析求解，计算并比较不同条件下的径向应力、切向应力和伸长。结果表明，厚度和 FG 属性对盘的行为具有显著影响，通过对盘的几何和材料属性进行最佳选择，可以获得预期的盘行为。通过选择这些变量的最优值，可以控制大变形下最大应力的位置，从而为结构设计和材料选择提供显著优势。