基于均匀化转换方法的FGM圆柱壳静水压力下临界压力预测研究

依据经典Flügge壳体理论，利用功能梯度材料(FGM)和均匀材料物理性质和力学行为相似性的均匀化转换计算方法，研究了静水压力下FGM圆柱壳临界压力的预测方法。针对水下FGM圆柱壳耦合系统的振动问题，考虑流体影响，采用波动法推导出相应的振动方程，使用了牛顿迭代法，以确定在静水压力下FGM圆柱壳的固有频率。根据临界载荷与固有频率为零的载荷水平线性相关性，运用拟合曲线法和均匀化转换后的公式法对静水压力下FGM圆柱壳临界压力进行了预测分析，并讨论了FGM圆柱壳各项参数对静水压力下FGM圆柱壳临界压力的影响。结果表明，FGM圆柱壳的材料弹性模量E合值、几何尺寸h/R和L/R,以及不同边界条件改变对临界压力影响较大。通过对多组算例的对比分析，证明了本研究方法的正确性和有效性。使用该方法进行预测的精度高，计算量小，能够为非均匀结构力学行为的分析提供新的研究途径。