承载-隔热功能梯度结构可靠性拓扑优化设计方法及应用的深度剖析

一、引言

1.1研究背景与意义

在航空航天、能源动力等众多高端技术领域，结构部件往往需要在极为苛刻的条件下稳定工作，不仅要承受复杂多变的机械载荷，还要抵御高温、高压、强腐蚀等恶劣环境因素的影响。例如，航空发动机的热端部件，在高温燃气的冲刷下，承受着巨大的热应力和机械应力；航天器在再入大气层时，其表面会遭遇极高的气动加热，温度急剧攀升，同时还要承受空气动力的作用。在这些极端工况下，传统的单一材料结构已难以满足实际需求，功能梯度材料（FunctionallyGradedMaterials，FGM）应运而生，为解决这些难题提供了新的