冲击载荷作用下功能梯度材料壳体的动力屈曲及后屈曲研究

考虑大挠度几何非线性效应、组分材料物性参数随空间位置坐标的变化、组分材料物性参数随温度的变化及其对结构屈曲和后屈曲行为的影响，理论研究冲击载荷作用下，功能梯度材料圆柱壳的动力屈曲和后屈曲问题，建立冲击载荷作用下功能梯度材料壳体结构理论上合理、实际上可行的动力屈曲准则，提出一种合理的后屈曲分析方法，克服摄动法和边界层理论的不足，给出屈曲载荷和后屈曲路径，这将为功能梯度材料壳体的抗冲击设计和应用提供工程指导；提出一种改进的有限元方法, 用于功能梯度材料结构的数值模拟；利用落锤式冲击试验机、Hopkinson压杆、云纹干涉仪和高速摄影仪实验研究冲击载荷作用下功能梯度材料圆柱壳的动力变形过程、临界屈曲载荷及后屈曲路径，并将理论分析、数值模拟和实验研究的结果进行对比分析，从而得到不同组分含量的功能梯度材料壳体结构稳定性的最优体积分数指数，为梯度功能材料组分的优化设计提供理论指导。