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功能梯度材料

功能梯度材料的相关文献在1991年到2023年内共计1194篇,主要集中在一般工业技术、力学、金属学与金属工艺 等领域,其中期刊论文886篇、会议论文132篇、专利文献1642459篇;相关期刊335种,包括兰州理工大学学报、材料导报、复合材料学报等; 相关会议103种,包括2013固体力学及其应用学术研讨会、北京力学会第18届学术年会、中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会等;功能梯度材料的相关文献由2308位作者贡献,包括李世荣、仲政、曹志远等。

功能梯度材料—发文量

期刊论文>

论文:886 占比:0.05%

会议论文>

论文:132 占比:0.01%

专利文献>

论文:1642459 占比:99.94%

总计:1643477篇

功能梯度材料—发文趋势图

功能梯度材料

-研究学者

  • 李世荣
  • 仲政
  • 曹志远
  • 葛昌纯
  • 张靖华
  • 程红梅
  • 吴林志
  • 陈伟球
  • 严密
  • 毕贤顺
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利文献

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排序:

年份

    • 龚京风; 郑文利; 宣领宽; 徐宗著
    • 摘要: 为提高功能梯度材料(FGMs)热弹性分析的准确性,本文发展了一种二维高阶格点型有限体积法(CV-FVM)。该方法采用八节点四边形单元(Q8)和六节点三角形单元(T6)离散控制方程,并利用交错网格技术,将材料属性定义于单元中心,将待求解的未知变量定义于单元节点。应用该方法求解FGMs的热传导、应力和热应力问题,结果与文献中的解析值吻合良好,验证了其正确性。在计算存在大温度梯度的FGMs热传导问题时,高阶CV-FVM能够有效避免数值振荡;在进行复杂FGMs热弹性分析时,高阶CV-FVM能够有效避免数值不连续问题;同时,在相同的网格数下,采用Q8单元的高阶CV-FVM比低阶CV-FVM和采用T6单元的高阶CV-FVM计算精度要高。
    • 李志; 陈维毅; 王晨艳; 相昌鑫; 兰伟伟; 王长江; 郭媛
    • 摘要: 背景:全膝关节置换后胫骨衬垫的过度磨损,以及关节假体的无菌性松动是导致膝关节假体失效的主要原因.假体与骨骼力学强度差异过大会导致骨上产生应力遮挡,进而诱发假体无菌性松动.目的:利用有限元方法分析植入功能梯度材料(functionally graded materials,FGM)胫骨假体后胫骨假体与胫骨近端松质骨的应力响应.方法:设计了两种不同孔隙率参数的钛合金-羟基磷灰石复合功能梯度材料(命名为FGMⅠ、FGMⅢ)和一种钛合金-理想骨弹性材料复合功能梯度材料(命名为FGMⅡ),其中FGMⅠ的孔隙率参数分别为0.1,1,1,FGMⅡ和FGMⅢ的孔隙率参数分别为0.4,0,1.建立全膝关节置换三维有限元模型,利用仿真软件Abaqus分析FGM与钛合金材料胫骨假体植入后,在伸直位0°及屈曲位30°和60°三种工况下胫骨假体与胫骨松质骨上的应力分布变化.结果 与结论:①在不同工况下,与钛合金胫骨假体相比,FGM胫骨假体的最大Von Mises应力显著降低,且其松质骨与假体柄端接触部位上的应力明显减小.②胫骨松质骨沿不同路径的应力曲线和平均应力表明,在不同工况下,与钛合金胫骨假体相比,使用FGM假体后胫骨近端松质骨上的应力均有提升,其中FGMⅠ提高5.4%-17.3%,FGMⅡ提高1.0%-13.5%,FGMⅢ提高1.6%-15.4%.③结果 表明,FGM胫骨假体有助于增加胫骨近端松质骨上的应力,减弱胫骨近端的应力遮挡效应,进而可降低胫骨假体无菌性松动发生的概率,延长假体的寿命,且FGMⅠ在3种FGM假体中效果最好.
    • 李志; 陈维毅; 王晨艳; 相昌鑫; 兰伟伟; 王长江; 郭媛
    • 摘要: 背景:全膝关节置换后胫骨衬垫的过度磨损,以及关节假体的无菌性松动是导致膝关节假体失效的主要原因。假体与骨骼力学强度差异过大会导致骨上产生应力遮挡,进而诱发假体无菌性松动。目的:利用有限元方法分析植入功能梯度材料(functionally graded materials,FGM)胫骨假体后胫骨假体与胫骨近端松质骨的应力响应。方法:设计了两种不同孔隙率参数的钛合金-羟基磷灰石复合功能梯度材料(命名为FGMⅠ、FGMⅢ)和一种钛合金-理想骨弹性材料复合功能梯度材料(命名为FGMⅡ),其中FGMⅠ的孔隙率参数分别为0.1,1,1,FGMⅡ和FGMⅢ的孔隙率参数分别为0.4,0,1。建立全膝关节置换三维有限元模型,利用仿真软件Abaqus分析FGM与钛合金材料胫骨假体植入后,在伸直位0°及屈曲位30°和60°三种工况下胫骨假体与胫骨松质骨上的应力分布变化。结果与结论:①在不同工况下,与钛合金胫骨假体相比,FGM胫骨假体的最大Von Mises应力显著降低,且其松质骨与假体柄端接触部位上的应力明显减小。②胫骨松质骨沿不同路径的应力曲线和平均应力表明,在不同工况下,与钛合金胫骨假体相比,使用FGM假体后胫骨近端松质骨上的应力均有提升,其中FGMⅠ提高5.4%-17.3%,FGMⅡ提高1.0%-13.5%,FGMⅢ提高1.6%-15.4%。③结果表明,FGM胫骨假体有助于增加胫骨近端松质骨上的应力,减弱胫骨近端的应力遮挡效应,进而可降低胫骨假体无菌性松动发生的概率,延长假体的寿命,且FGMⅠ在3种FGM假体中效果最好。
    • 吕志鹏; 刘文光; 刘超; 丰霞瑶; 张宇航
    • 摘要: 以热环境对金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳模态频率的影响为研究对象,首先在描述功能梯度薄壁圆柱壳模型和四种典型的热环境模型的基础上,通过Love薄壳理论得到了薄壁圆柱壳的应变能和动能,运用Rayleigh-Ritz法推导圆柱壳的模态频率方程。然后分别以镍金属圆柱壳和镍钢功能梯度材料圆柱壳为对象,验证模态频率方程的合理性。最后分析不同温度场对金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳环向振动和轴向振动模态频率的影响。结果表明:随着温度的升高,金属陶瓷功能梯度薄壁圆柱壳的模态频率逐渐下降,均匀温度场下模态频率下降速率最快,其次是线性温度场和非线性温度场,热流温度场对模态频率的影响几乎可以忽略;热环境只影响模态频率的大小,不影响模态频率随波数的变化趋势。
    • 张庆永; 王宇超; 王辉
    • 摘要: 通过在铝合金成分中添加316L不锈钢制作功能梯度材料吸能盒,同时对其横截面形状进行优化形成五边形截面结构,并基于试验设计和响应面模型对五边形横截面的具体结构进行多目标优化设计。仿真结果表明:五边形功能梯度材料吸能盒能够实现稳定的从头部至尾部的折叠溃缩。和传统吸能盒相比,单位位移吸能效果提升,能够有效削弱碰撞对车身的损伤。
    • 郭璐; 张雪霞; 赵文彬
    • 摘要: 文章研究了无限大功能梯度材料(FGM)的反平面静态裂纹问题,针对反平面静态裂纹问题,建立了任意偶数次的负指数幂函数模型。基于任意偶数次的负指数幂函数模型以及FGM裂纹问题静态理论,经过一系列的数学处理,将问题转化为求解一组奇异积分方程组。利用copson方法求解得到了裂纹尖端的应力强度因子。在分析计算结果的基础上,综合讨论了梯度参数和不均匀系数对应力强度因子的影响。
    • 唐浩; 刘爱荣; 李伟财
    • 摘要: 基于拉格朗日原理和哈密顿原理推导了竖向均布周期荷载作用下的功能梯度圆弧拱的动力平衡方程,运用Bolotin方法得到周期为2T的参数共振不稳定域解析解,并与有限元数值模拟结果进行了对比,验证了理论计算结果的正确性。对比分析了均匀孔隙分布(Type1)、线性孔隙分布(Type2)、二次孔隙分布(Type3)、非线性孔隙分布(Type4)对功能梯度圆弧拱面内参数共振不稳定区域的影响,并针对矢跨比与阻尼比对功能梯度圆弧拱参数共振的影响进行了参数分析。结果表明:四种孔隙分布中,二次孔隙分布(Type3)条件下拱的自振频率显著增加,不稳定域更狭窄。同时,参数共振不稳定域受矢跨比与阻尼比的影响较大,矢跨比增大会造成拱自振频率减小,参数共振不稳定域向低频方向移动。
    • 刘健; 张琨; 李滕; 辛健强; 姚建尧
    • 摘要: 基于自洽平均微观力学W-T(Wakashima-Tsukamoto)模型和拉丁超立方抽样,建立一种功能梯度平板热力耦合概率分析方法。以材料物理属性和空间分布的不确定性随机参数作为概率分析的输入,以热应力作为输出,基于本征正交分解POD(Proper Orthogonal Decomposition)对热应力的随机时间历程进行变量减缩,进而构建Kriging代理模型。结果表明,陶瓷材料的热导率和热膨胀系数不确定性对结构的热响应有很大的影响;将POD方法用于热应力时间历程预测能显著提高Kriging代理模型的精度和效率;提出的概率分析方法能够同时考虑多种随机因素对功能梯度材料热响应的影响,并验证了该方法的准确性和有效性,为功能梯度材料及其结构的设计和灵敏度分析提供了参考。
    • 夏晓光; 段国林
    • 摘要: 功能梯度材料(FGM)是一种非均质工程材料,在定制区域内具有空间渐变的组分、孔隙或微结构。FGM在生物医学工程、核工业、航空航天、半导体光电、国防军工等领域都有着广泛的应用。随着功能梯度材料的广泛应用,制备周期长、工序复杂的传统制造技术越来越难以满足可定制、形状复杂的功能梯度材料的快速制备要求,需要一种更柔性、更高效的制造技术来促进功能梯度材料的发展。增材制造(AM)技术是一种革新的材料成型技术,利用计算机辅助设计(CAD)能快速地将材料层层叠加成型,制备零件或原型。增材制造技术与功能梯度材料的结合有广阔的发展前景,尤其是能更柔性、更高效地制备形状复杂的零部件。在概述功能梯度材料的梯度类型及传统制造方法的基础上,本文综述了国内外不同增材制造技术制备功能梯度材料的研究进展,主要包括增材制造技术的基本原理、工艺特点和功能梯度材料的性能及应用范围,并针对前处理工艺中的零件成型方向和轨迹规划进行了论述,最后,总结了已存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望。
    • 胡雷雨; 王政; 高曜翔; 王浩; 薛恺文; 崔振东
    • 摘要: 功能梯度材料组成成分可以产生连续变化,材料性能也可以根据需求呈现梯度变化,对于土木工程领域,特别对于深部地下,面对复杂的地质应力环境,使用功能梯度圆筒结构有着独特的优势。本文介绍了功能梯度混凝土圆筒的研究背景,重点分析了功能梯度混凝土圆筒在力学特性、立井井壁应用、地铁隧道衬砌应用、制备方法等方面的研究进展,并进一步展望3D打印制备功能梯度混凝土圆筒结构。
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