[发明专利]一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法

权利要求书

1.一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法,包括形状不规则梯度材料杆，梁和板求积单元的建立，形状不规则梯度材料里面提求积单元的建立，单向和多向功能梯度材料结构静力，稳定性和动力学性能研究，其特征在于：所述形状不规则求积单元的建立主要包括基础理论，求积杆单元，新单元的收敛性，所述多向FGM结构的力学性能研究上包括力学性质，求积单元法。

2.根据权利要求1所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述形状不规则梯度材料杆，梁和板求积单元的建立，分别采用基于杆，梁和板的理论建立形状不规则功能梯度材料的求积杆，梁和板单元，给出单元节点类型数目可变的单元矩阵显示计算式，包括横向泊松效应的变截面杆单元，非规则截面形状的变截面直梁单元，扭梁单元及任意四边形板单元。

3.根据权利要求1所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述形状不规则梯度材料里面提求积单元的建立采用三维弹性理论建立形状不规则梯度材料的求积任意六面体单元，给出单元节点类型和数目可以变化的单元矩阵的显示计算式。

4.根据权利要求1所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述单向和多向功能梯度材料结构静力，稳定性和动力学性能研，采用求积单元法的功能梯度结构静力，稳定性和动力学分析，并进行常规分析，采用精细网络的有限单元结果来验证求积单元法的结果，通过三维弹性理论结果比较研究，给出杆，梁和板理论的适用范围，给出功能梯度材料性能变化对结构影响的规律。

5.根据权利要求2所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述杆，梁和板的理论和三维弹性理论确定映射函数，编写程序，根据单元的面积或者体积与精确的结果进行比较来验证几何函数的精确性，所述梁和板的理论建立形状不规则功能梯度材料的求积杆单元，求积梁单元和求积板单元分别为：

a、拟建立基于简单单杆理论，Mindilin-Hermann杆理论的材料非均匀和变截面杆单元；

b、拟建立基于Euler-Bernoulli梁理论，三变量高阶梁理论的材料非均匀，截面形状非规则和变截面直梁和弯-扭梁单元。

c、拟建立基于经典板理论，Mindin板理论，四变量高阶板理论的材料非均匀，截面形状非规则四边形板单元。

6.根据权利要求3所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述求积任意六面体单元拟直接采用三维弹性理论建立材料非均匀，形状不规则多向功能梯度材料的单元求积任意六面体单元。

7.根据权利要求4所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述采用求积单元法的功能梯度结构静力，稳定性和动力学分析，采用精细网络的有限元结果来验证求积单元法的结果，采用验证过的程序要就功能梯度材料力学性能的变化对结构响应的影响规律。

8.根据权利要求1所述的一种形状不规则多向功能梯度材料结构的研究方法，其特征在于：所述形状不规则梯度材料杆，梁和板求积单元的建立，形状不规则梯度材料里面提求积单元的建立，单向和多向功能梯度材料结构静力，稳定性和动力学性能研究均可采用有限元中的次参技术，将非规则形状通过一次或者多次映射到规则形状，形状简单的可以采用Serennipity单元的形函数作为几何函数，通过总质量的比较吗，确定映射函数的精确性。