功能梯度材料介质中广义热弹性波传播研究

基于广义热弹性力学理论,研究功能梯度材料介质广义热弹性波的传播问题。考虑热弹耦合效应、热传导过程中的热波效应、本构方程中的热松驰效应以及材料性质的梯度变化因素, 建立功能梯度材料介质广义热弹性动力学控制方程。采用理论分析与数值模拟相结合的方法研究功能梯度材料结构在动态热载荷下的热弹性波的传播特性。在多变量耦合的变系数偏微分方程求解中，研究采用高精度和高效率的数值方法，寻求复杂动力学问题的数值解。作为具体问题，分别研究功能梯度空心圆柱体和空心球体、具有功能梯度覆盖层的半无限空间体、功能梯度材料梁板中的广义热弹性波传播特性。考察结构几何特征参数、材料梯度变化参数、热-弹耦合效应等对热波和弹性波传播特性及规律的影响，其中包括对模态、波谱、频散、衰减、反射等特性的定量分析。本项目研究将对功能梯度材料的结构设计和无损探测提供理论依据，并将对非均匀材料广义热弹性动力学理论的纵深发展有促进作用。