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梯度功能材料的材料设计

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-06热度:

 FGM设计是根据实际使用要求,对材料的组成和结构梯度分布进行设计。
设计过程主要通过计算机辅助设计系统,根据所要设计的物体的形状和工作要求,选择可能的成分组合体系和制备方法,然后根据材料的物性参数和梯度成分的分布函数进行温度分布和热应力计算,最后寻求出应力强度比达到最小值的成分组合体系和梯度分布。

以热防护梯度功能材料为例,其设计程序为:
首先,根据热防护梯度功能材料构件的形状和受热环境,得出热力学边界条件,以设计知识库为基础选择可能合成的材料组合和相应的制造方法;
其次,选择表示组成梯度变化的分布函数,并以材料物性数据库为依据进行温度和热应力的解析计算,反复直至得到使应力强度比最小的材料的组成和结构的最佳梯度分布;
最后,将有关设计结果提交给材料合成部门。

FGM设计的主要构成要素有以下三点:

(1)确定结构形状、热力学边界条件和成分分布函数。
(2)确定各种材料物性数据和复合材料热物性参数模型。
(3)采用适当的数学一力学计算方法,计算FGM的应力分布。

梯度功能材料的材料设计第1张图

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