本项目采用三角级数描述对称成分功能梯度材料(SCFGM)中热应力分布,建立了热应力分析模型,在此基础上研究和开发了用于SCFGM逆向优化设计的计算机辅助设计系统和建立了有限元数值模拟方法,成功地模拟了梯度材料中热应力分布规律。运用所建立的CAD系统,逆向优化设计了TiC基和Si3N4/SiCl on基SCFGM以及(Ti-213-60wt%Cu)/(3Ti-ABN-Xiwt%Cu)、(Ti-2B-60wt%Ni)/(3Ti-2BN-X.wt%Ni)层状材料的组成及相应的热力分布。采用HP、SHS/HIP等技术成功地制备了上述梯度材料,测试表明,由于人为在SCFGM表面引入残余压应力,显著地提高了上述材料的力学性能。研究结果证明CAD系统可靠,SCFGM概念是提高陶瓷材料力学性能的一种有效手段,具有重要的学术意义和工业应用价值。 2100433B