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考虑线性插值模型的热力耦合结构多材料拓扑优化
1
作者 曹辰飞 胡捷 +4 位作者 姚松 陈兴 李家春 孙峪鹏 曹文康 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期388-401,共14页
针对传统单材料拓扑优化设计难以实现热力耦合结构多材料自由选配以获得目标性能最优的问题,提出一种基于线性插值模型的热力耦合结构多材料浮动投影拓扑优化高效求解方法。首先,结合线性材料插值模型和热应力系数,解决热弹性载荷设计... 针对传统单材料拓扑优化设计难以实现热力耦合结构多材料自由选配以获得目标性能最优的问题,提出一种基于线性插值模型的热力耦合结构多材料浮动投影拓扑优化高效求解方法。首先,结合线性材料插值模型和热应力系数,解决热弹性载荷设计依赖和低密度区域材料寄生问题;其次,构建热力耦合多材料拓扑优化模型,取代常规的多重体积约束,在单质量约束条件下优化热力耦合结构柔度目标性能;最后,不同于常规采用密度插值模型结合惩罚因子来获得清晰拓扑构型的惩罚类方式,采用隐式浮动投影函数驱动的非惩罚类拓扑成形机制,逐渐驱动设计变量更新趋于0/1清晰拓扑分布。研究结果表明:所提方法避免了多材料惩罚因子等复杂优化参数选取,获得了结构更紧凑、热力传递更合理的光滑拓扑构型;相比常规多重体积约束设计与等质量单材料设计,本文方法实现了单质量约束下结构多材料拓扑相自适应去留,在200℃的矩形结构算例中,可实现优化柔度目标性能分别降低34.214%和30.656%。 展开更多
关键词 拓扑优化 线性多材料插值模型 热力耦合 浮动投影 单质量约束
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变温和荷载作用下正交异性层合梁弹性力学解
2
作者 钱海 陈佳伟 陆春华 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第2期145-157,共13页
由多种工程材料组成的复合材料层合结构因其卓越的可设计性和优良的力学性能,在建筑工程、航天航空、汽车工业等领域有着广泛的应用.该文研究了温度环境中正交各向异性固支层合梁的热力学行为,并基于热弹性理论推导出了热应力和位移的... 由多种工程材料组成的复合材料层合结构因其卓越的可设计性和优良的力学性能,在建筑工程、航天航空、汽车工业等领域有着广泛的应用.该文研究了温度环境中正交各向异性固支层合梁的热力学行为,并基于热弹性理论推导出了热应力和位移的精确解.该方法适用于荷载和变温环境共同作用下,任意厚度和层数的正交各向异性固支层合梁.首先,引入单位脉冲函数和Dirac函数,将固支边界等效为简支边界和一组纵向边界反力.其次,以位移和应力作为状态变量,并联合基本方程建立状态空间方程,利用Fourier级数将状态空间方程进行简化.然后,根据相邻层界面处位移和应力的连续性关系,推导出层合梁顶层和底层之间的位移和应力关系.最后,利用层合结构上下表面应力和位移的边界条件,最终确定正交各向异性固支层合梁内任意一点的位移和应力.收敛性和对比分析表明了该方法的有效性和准确性.同时,探究了温度环境和长厚比对正交各向异性固支层合梁内位移和应力分布的影响. 展开更多
关键词 正交各向异性层合梁 热弹性理论 状态空间法 FOURIER级数
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兆瓦级电阻式熔盐加热器传热特性及热应力分析
3
作者 谢松 张建元 +1 位作者 郑楠 魏进家 《节能技术》 2026年第1期19-26,共8页
电阻式熔盐加热器是新能源储能和火电机组储能灵活性改造的关键设备,但高温工况下内部熔盐的温度不均和局部过热现象可能导致应力集中及熔盐分解,影响设备安全性和寿命。为优化结构设计并提升运行稳定性,本文采用数值模拟方法,研究兆瓦... 电阻式熔盐加热器是新能源储能和火电机组储能灵活性改造的关键设备,但高温工况下内部熔盐的温度不均和局部过热现象可能导致应力集中及熔盐分解,影响设备安全性和寿命。为优化结构设计并提升运行稳定性,本文采用数值模拟方法,研究兆瓦级电阻式熔盐加热器的三维流动与传热特性,分析不同熔盐类型和折流板结构对温度分布及传热性能的影响,并基于有限元分析方法探讨应力分布规律。仿真结果表明,无折流板时,HITEC盐的最大截面温差高达70℃,四元低熔点熔盐可降低5~10℃,提高了传热均匀性。增设折流板后,最大截面温差不超过15℃,显著削弱温度不均程度,优化熔盐流动状态,降低局部温差,使温度分布更加均匀。应力分析显示,无折流板时,最大等效应力达537.86 MPa,集中于缆线端头;增设折流板后,最大应力降至496.35 MPa,并转移至折流板支撑点,整体应力水平降低且分布更合理。研究结果表明,合理选择熔盐类型并优化加热器内部结构,尤其是折流板的设置,可有效提升传热均匀性,缓解局部高温和高应力问题,显著增强设备的运行安全性和使用寿命。研究结果为电阻式熔盐加热器的工程应用和结构优化设计提供理论支持。 展开更多
关键词 熔盐储热技术 数值模拟 传热特性 电加热器 应力分析
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基于机器学习的高压转子危险点温度预测 被引量：2
4
作者 潘蕾 陈帅尧 +1 位作者 王海涛 张君正 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期831-838,共8页
针对高压转子在运行过程中的危险点温度预测问题,提出了一种基于机器学习的实时多步滚动预测方法。首先利用有限元分析获取转子危险点温度数据,为后续建模提供可靠的数据基础。为了提高数据质量和预测精度,采用数据降噪和特征筛选算法... 针对高压转子在运行过程中的危险点温度预测问题,提出了一种基于机器学习的实时多步滚动预测方法。首先利用有限元分析获取转子危险点温度数据,为后续建模提供可靠的数据基础。为了提高数据质量和预测精度,采用数据降噪和特征筛选算法对运行数据进行预处理。然后设计了9种不同的机器学习模型,包括卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)、双向LSTM(BiLSTM)及其结合注意力机制的变体模型,以及Transformer和时间卷积网络(TCN)。最后,通过实验对比分析,评估模型的预测性能。结果表明,CNN-BiLSTM-Attention模型和TCN模型在预测精度上表现最佳,能够较好地适应高压转子复杂运行工况的需求。所提方法为高压转子的温度预测和安全管理提供了有效的预测工具,有助于保障机组安全稳定、经济高效地运行。 展开更多
关键词 汽轮机转子 特征筛选 机器学习 温度预测
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电火花线切割加工对材料变形应力的影响 被引量：1
5
作者 李锐斌 陈静 陈怀宁 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期814-820,共7页
为了解决在切割过程中剩余材料较薄时出现变形而严重影响材料的加工或测量精度,本文对变形行为的规律和机理进行研究。选用了低合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金、铸铁等产品中常见的金属材料,通过应变片监测技术,获取线切割加工造成变... 为了解决在切割过程中剩余材料较薄时出现变形而严重影响材料的加工或测量精度,本文对变形行为的规律和机理进行研究。选用了低合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金、铸铁等产品中常见的金属材料,通过应变片监测技术,获取线切割加工造成变形后所产生的应力大小,对所测材料变形行为的规律进行探讨。结果表明:在Q345低合金钢的切割表层,存在接近屈服强度的拉伸应力;随着切割剩余厚度不足2 mm时,在切割层的相对表面产生伸长变形,形成40~110 MPa的变形应力。不同的材料具有不同热力学特性,这些特性使得不同材料在线切割中形成不同熔凝层组织形貌,温度场、屈服强度与弹性模量是影响材料变形应力的主要因素。 展开更多
关键词 线切割 拉伸应力 变形 熔凝层 X射线衍射法 应变片 低合金钢 不锈钢
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热环境中黏弹性基体上FG-CNTRC Kirchhoff板的自由振动特性分析
6
作者 吴栋 张大鹏 +1 位作者 于宝石 雷勇军 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期194-202,共9页
FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米... FG-CNTRC凭借其卓越力学性能和可设计特性,在先进装备制造中展现出重要工程价值。围绕纳米增强相尺度效应对其增强结构力学响应影响机制的关键问题,结合非局部理论与Eshelby-Mori-Tanaka方法,构建了纳观-宏观跨尺度本构模型。基于碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)空间梯度分布的数学表征,考虑环境温度与visco-Pasternak基体的热-力耦合效应,通过Kirchhoff板理论和能量变分原理构建了纳米增强复合结构振动控制方程,求解了四边简支板的特征频率。分析了CNTs特征参数及热-力耦合效应对结构固有频率的作用机制。研究表明,本构模型能有效表征CNTs尺度效应对结构动刚度的弱化作用。该效应同时抑制基体弹性参数对刚度的增益效果,但显著提升温度变化的敏感性。同时,结构往复振动的临界体积分数与基体阻尼参数呈正相关。 展开更多
关键词 非局部理论 Eshelby-Mori-Tanaka细观方法 碳纳米管增强复合材料 功能梯度板 visco-Pasternak基体
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热载荷环境下金属-陶瓷功能梯度板屈曲特性
7
作者 李畅 万志强 +2 位作者 王晓喆 杨超 黎珂宇 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第12期4196-4206,共11页
功能梯度材料(FGM)是一种新型材料,由2种及以上的材料组分连续变化混合而成,由于其优秀的力学性能,被广泛应用于航空航天、生物医学、汽车等领域。但热载荷环境对FGM影响的解析理论研究还很少。针对功能梯度板的力学特性,提出一种基于... 功能梯度材料(FGM)是一种新型材料,由2种及以上的材料组分连续变化混合而成,由于其优秀的力学性能,被广泛应用于航空航天、生物医学、汽车等领域。但热载荷环境对FGM影响的解析理论研究还很少。针对功能梯度板的力学特性,提出一种基于里兹法和经典板理论的解析方法。重点分析了热载荷环境的影响,主要研究了热应力引起的刚度降低,以及材料属性随温度变化对FGM的影响。通过能量法表示应变能、热应变能,利用哈密顿原理建立运动微分方程,分析功能梯度板在均匀温度场、线性温度场和非线性温度场下的热屈曲特性。分析了梯度指数、温度场和宽厚比、宽长比等几何参数对功能梯度板屈曲特性的影响。结果表明:梯度指数对功能梯度板屈曲特性的影响呈复杂非线性,且温度场分布及材料属性随温度变化特性影响显著。 展开更多
关键词 功能梯度材料 里兹法 经典板理论 热屈曲 热载荷
原文传递
频率调制原子力显微镜结合透射电子显微镜的原子尺度力学测量方法
8
作者 姬厚淋 赵可可 +3 位作者 杨轲萌 刘春萌 张家奇 程少博 《电子显微学报》 北大核心 2025年第4期456-465,共10页
本研究设计了一种基于长边振动水晶振子(length extension resonator,LER)为力学传感器的原位透射电子显微镜样品杆,通过将原位透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)技术与频率调制原子力显微镜(frequency modulated-a... 本研究设计了一种基于长边振动水晶振子(length extension resonator,LER)为力学传感器的原位透射电子显微镜样品杆,通过将原位透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)技术与频率调制原子力显微镜(frequency modulated-atomic force microscope,FM-AFM)技术相结合,实现了纳米材料原子结构动态观测与力学性能同步测量。通过以典型金属(如金)、无机非金属材料(如金刚石)以及半导体材料(如二硫化钼)为研究对象,系统验证了该样品杆在探究原子尺度力学性能方面的普适性和有效性。(1)金纳米触点在拉伸过程中展现出量子化电导阶梯效应,当触点直径由0.9 nm缩减至0.8 nm和0.6 nm时,其弹簧常数从18.4 N/m逐步降至17.1 N/m和14.2 N/m,对应电导值从9.7 G_(0)阶梯式衰减至8.8 G_(0)和5.2 G_(0);(2)亚10 nm的金刚石颗粒在压缩过程中呈现非线性弹性响应,最大压缩应变约为12.18%;(3)极限尺寸的单层二硫化钼纳米带(2 nm×1.15 nm)展现出良好的弹性性能,测得弹簧常数约为80.4 N/m,推算杨氏模量约达215 GPa。本研究建立的纳米力学测试方法为理解原子尺度材料的力学性能提供了有效手段,在纳米力学研究领域具有重要应用价值。 展开更多
关键词 原位透射电子显微镜 频率调制原子力显微镜 纳米材料 力学性能
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传统热力耦合计算方法与ABAQUS直接热力耦合对比研究
9
作者 苏雨茹 王鑫 +2 位作者 李志辉 柳治辉 马强 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期249-257,共9页
准确预测航天器结构在强气动力/热环境下的结构热力耦合响应,对于航天器寿命末期陨落再入过程分析及再入轨迹预报等十分关键。结构热力耦合响应分析方面,不仅有学者们基于各种假设提出的有限元模拟方法,而且热力耦合计算模块已嵌入很多... 准确预测航天器结构在强气动力/热环境下的结构热力耦合响应,对于航天器寿命末期陨落再入过程分析及再入轨迹预报等十分关键。结构热力耦合响应分析方面,不仅有学者们基于各种假设提出的有限元模拟方法,而且热力耦合计算模块已嵌入很多大型商业软件,然而条件假设和控制方程的不明确,导致无法确定商软计算结果的准确性和其适用性。本文对动态热力耦合基本控制方程进行了梳理,对其热传导方程中的耦合项和采用的假设进行了详细分析。通过典型算例计算结果对比发现,当初始温度为0时,ABAQUS的直接耦合计算和以传统热传导有限元基本方程为基础的有限元算法的计算结果有较大差异。对ABAQUS的热力耦合计算的基本控制方程进行了推导和推测,并建立了相应的有限元算法,通过算例计算结果进行了验证。研究结果表明,对于直接耦合,传统热传导有限元基本方程的耦合项只考虑了初始温度项,而ABAQUS则只考虑了温升项,两者的耦合项都不完全。当初始温度高于温升时,以传统热传导有限元基本方程为基础的传统热力耦合有限元算法的计算结果更准确,而当温升高于初始温度时,采用考虑温升项的有限元计算,如ABAQUS软件的直接耦合计算则更为适用。 展开更多
关键词 热力耦合 顺序耦合 直接耦合 有限元算法
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沥青混合料热粘弹性本构关系试验测定及其力学应用 被引量：23
10
作者 郑健龙 钱国平 应荣华 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期34-41,共8页
基于热粘弹性力学理论,就不同的温度条件下沥青混合料的应力松弛特征开展了试验研究,应用热流变简单材料的时温等效原理对试验结果进行了分析和参数拟合,根据试验结果建立了描述沥青混合料粘弹特性的广义Maxwell模型;通过理论推导提出... 基于热粘弹性力学理论,就不同的温度条件下沥青混合料的应力松弛特征开展了试验研究,应用热流变简单材料的时温等效原理对试验结果进行了分析和参数拟合,根据试验结果建立了描述沥青混合料粘弹特性的广义Maxwell模型;通过理论推导提出了沥青混合料非定常和非均匀变温条件下增量型热粘弹性本构关系,在此基础上,给出应用本构关系进行沥青路面热粘弹性力学分析的数值实现方法;通过对TSRST试验的模拟,对得到的沥青混合料热粘弹性本构关系及其数值实现方法的合理性进行了验证,并给出一个工程计算实例。 展开更多
关键词 沥青混合料 热粘弹理论 本构关系 应力松弛试验 温度应力 有限元法
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轻质热防护系统波纹夹芯结构热力耦合分析 被引量：19
11
作者 王琪 吉庭武 +1 位作者 谢公南 张卫红 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第2期172-182,共11页
高超声速飞行器在出入大气层或持续在空间飞行时,将遭受严苛的气动加热载荷.对热防护系统进行传热分析是进行热力耦合分析的基础,而温度分布的特点直接影响到波纹夹芯结构的热应力等问题.首先对一体化热防护系统(integrated thermal pro... 高超声速飞行器在出入大气层或持续在空间飞行时,将遭受严苛的气动加热载荷.对热防护系统进行传热分析是进行热力耦合分析的基础,而温度分布的特点直接影响到波纹夹芯结构的热应力等问题.首先对一体化热防护系统(integrated thermal protection system,ITPS)进行隔热性能分析,得到整个结构的温度场;然后采用顺序耦合的数值方法,模拟分析ITPS波纹夹芯结构单胞的热力耦合性能,给出波纹夹芯结构在静力载荷以及热力耦合载荷条件下的应力场、位移场,并对计算结果进行了讨论.结果表明波纹夹芯结构在初始尺寸及约束条件下,只满足在高温热流作用下飞行器低压区使用,而当气动压力大于等于15 000 Pa时,结构将发生破坏. 展开更多
关键词 热防护系统 热力耦合 轻质 热应力
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纯镁在强流脉冲电子束轰击下的表面熔化和汽化行为 被引量：8
12
作者 邹建新 秦颖 +4 位作者 高波 张可敏 郝胜智 王晓钢 董闯 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期36-41,共6页
采用熔化和汽化两种模式对纯镁表面进行了脉冲电子束轰击处理,并在实验和理论基础上用数值方法模拟了温度场、熔化过程及汽化过程的演化。结果表明,在熔化模式下,次表层先熔化和准静态压应力共同作用导致次表层液滴喷发,形成典型的火山... 采用熔化和汽化两种模式对纯镁表面进行了脉冲电子束轰击处理,并在实验和理论基础上用数值方法模拟了温度场、熔化过程及汽化过程的演化。结果表明,在熔化模式下,次表层先熔化和准静态压应力共同作用导致次表层液滴喷发,形成典型的火山口形貌,并产生强的瞬间冲击热应力;在汽化模式下,沸腾在表层一定范围内同时进行,使得表面起伏不平,并产生大量小液滴,在电子束流中,这些小液滴被充上负电,并在电场力的作用下重新返回表面,从而解释了汽化后的特殊表面形貌。汽化量的计算值与实测值也符合较好。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 数值模拟 温度场 表面形貌
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基于蠕变孔洞长大理论的高温构件蠕变强度设计准则研究 被引量：10
13
作者 姚华堂 轩福贞 +1 位作者 王正东 涂善东 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期74-78,共5页
在分析高温构件蠕变失效微观机理的基础上,提出了基于孔洞长大理论的蠕变应变设计准则和蠕变应力设计准则。定义了蠕变等效应力和蠕变等效应变,探讨了蠕变许用应力和蠕变许用应变的确定原则。这些设计准则考虑了蠕变失效的微观机理和时... 在分析高温构件蠕变失效微观机理的基础上,提出了基于孔洞长大理论的蠕变应变设计准则和蠕变应力设计准则。定义了蠕变等效应力和蠕变等效应变,探讨了蠕变许用应力和蠕变许用应变的确定原则。这些设计准则考虑了蠕变失效的微观机理和时间相关性的影响,能给出比传统设计方法更为稳定和合理的设计结果。分析了在蠕变强度设计上存在的困难,并提出了相应的建议。 展开更多
关键词 热能动力工程 高温构件 蠕变失效机理 蠕变设计准则 孔洞长大理论
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316L不锈钢基材功能梯度Al涂层残余热应力分析 被引量：11
14
作者 刘红兵 陶杰 +1 位作者 张平则 常华 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期105-110,共6页
涂层材料的功能性和可靠性在很大程度上受残余热应力的影响,为降低残余热应力防止涂层开裂以及提高其热机械性能,利用有限元方法对Al/316L系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力分布进行分析,详细讨论了成分分布指数、涂层厚度和... 涂层材料的功能性和可靠性在很大程度上受残余热应力的影响,为降低残余热应力防止涂层开裂以及提高其热机械性能,利用有限元方法对Al/316L系梯度功能材料在制备过程中产生的残余热应力分布进行分析,详细讨论了成分分布指数、涂层厚度和梯度层数目对应力大小和分布的影响。分析结果表明成分分布指数的增大不但影响涂层和基体界面的应力大小,还影响涂层中热应力峰值所处位置;涂层残余应力随着梯度层厚度的增加而减小;梯度层数的增多,有利于涂层中残余热应力的缓和,但当梯度层数达到9时,缓和效果并不明显。 展开更多
关键词 功能梯度材料 有限元分析 残余热应力 涂层
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尖前缘一体化高温热管结构设计与分析 被引量：8
15
作者 韩海涛 邓代英 +2 位作者 陈思员 艾邦成 郑金鑫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期48-52,共5页
一体化高温热管是针对新型高超声速飞行器前缘热防护需求提出的新型非烧蚀防热技术。但其在高温工作状态下具有较高的内部蒸汽压力,高温时材料力学性能会出现显著下降,且结构刚度和强度降低,对高温热管结构设计提出很高的要求。因此针... 一体化高温热管是针对新型高超声速飞行器前缘热防护需求提出的新型非烧蚀防热技术。但其在高温工作状态下具有较高的内部蒸汽压力,高温时材料力学性能会出现显著下降,且结构刚度和强度降低,对高温热管结构设计提出很高的要求。因此针对尖前缘一体化高温热管进行内部结构设计与分析,给出改变壁板厚度、添加加强肋等结构增强方式,并建立系列计算模型,分析得到壁板厚度、加强肋增强范围等结构参数变化对结构刚度、强度性能的影响规律,同时综合考虑热防护性能和结构完整性,优选出合理的设计参数,为尖前缘一体化高温热管的工程实现奠定基础。 展开更多
关键词 疏导式热防护 尖前缘 高温热管 结构分析
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随机固-热耦合模型与岩石热破裂数值试验研究 被引量：10
16
作者 康健 赵明鹏 梁冰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期135-139,共5页
考虑岩石细观组构的不同,建立了随机非均匀介质的固-热耦合数学模型,给出了一般意义下的有限元分析方法。进而考虑热膨胀系数和热传导系数为随机介质,在平面应变模型下,进行了岩石热破裂的数值试验,以花岗岩为样本,对均匀分布、正态分... 考虑岩石细观组构的不同,建立了随机非均匀介质的固-热耦合数学模型,给出了一般意义下的有限元分析方法。进而考虑热膨胀系数和热传导系数为随机介质,在平面应变模型下,进行了岩石热破裂的数值试验,以花岗岩为样本,对均匀分布、正态分布、韦泊分布等 3 种随机分布下,热膨胀系数和热传导系数变化引起的岩石破裂门槛值的变化做了详细研究,结果表明,热膨胀系数和热传导系数的概率分布形式和分布参数及时间对花岗岩热破裂规律及门槛值温度的分布有重要影响。 展开更多
关键词 数值试验 组构 花岗岩 岩石破裂 非均匀介质 耦合模型 热传导系数 随机分布 均匀分布 合数
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加热、冷却下变物性梯度功能材料板瞬态热应力 被引量：10
17
作者 许杨健 涂代惠 马士进 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期510-517,共8页
用非线性有限元法分析由ZrO2和Ti6Al4V组成的变物性梯度功能材料板在加热、冷却过程中的瞬态热应力问题,检验方法的正确性,给出不同力学边界条件下该材料板的瞬态热应力场分布,并与常物性时的结果进行比较。结果表明,考虑变物性比常物... 用非线性有限元法分析由ZrO2和Ti6Al4V组成的变物性梯度功能材料板在加热、冷却过程中的瞬态热应力问题,检验方法的正确性,给出不同力学边界条件下该材料板的瞬态热应力场分布,并与常物性时的结果进行比较。结果表明,考虑变物性比常物性时的最大拉应力减少26%,最大压应力减少23.2%;在冷却初瞬时,陶瓷侧出现很大拉应力;此外,材料组分的分布形状系数M的变化和力学边界条件对该材料板的加热、冷却瞬态热应力场分布的影响显著。此结果为该材料的设计、制备提供了准确的理论计算依据。 展开更多
关键词 梯度功能材料板 变物性 瞬态热应力 加热 冷却 力学边界 非线性有限元法
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1.06μm连续激光照射下K9玻璃板的应力松驰破坏 被引量：17
18
作者 罗福 孙承纬 杜祥琬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期19-23,共5页
基于一维应力松弛模型和粘弹性本构关系，对１．０６μｍ连续激光照射下Ｋ９玻璃板中的温升和应力作了计算，结果表明，由于应力松弛效应，激光停照后的冷却过程中产生的残余拉伸应力可达到玻璃的拉伸断裂强度阈值，而激光加热期间的最... 基于一维应力松弛模型和粘弹性本构关系，对１．０６μｍ连续激光照射下Ｋ９玻璃板中的温升和应力作了计算，结果表明，由于应力松弛效应，激光停照后的冷却过程中产生的残余拉伸应力可达到玻璃的拉伸断裂强度阈值，而激光加热期间的最大压缩应力却小于压缩断裂强度要求。对 ３ｍｍ厚的 Ｋｇ玻璃板，由应力松弛引起破坏所要求的激光参数为 ９４６ｋＷ／ｃｍ２作用０．２ｓ，因而应力松弛可能为１．０６μｍ连续激光大光斑照射下Ｋ９玻璃窗口损伤的主要模式。 展开更多
关键词 K9玻璃 激光 热应力 应力松弛
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加热弹性杆的热过屈曲分析 被引量：43
19
作者 李世荣 程昌钧 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期119-125,共7页
基于轴线可伸长细杆的过屈曲变形几何理论,建立了两端轴向不可移的均匀加热直杆热弹性过屈曲行为的精确数学模型·　这是一个包含杆轴线弧长在内的多未知函数的强非线性一阶常微分方程两点边值问题·　采用打靶法和解析延拓法... 基于轴线可伸长细杆的过屈曲变形几何理论,建立了两端轴向不可移的均匀加热直杆热弹性过屈曲行为的精确数学模型·　这是一个包含杆轴线弧长在内的多未知函数的强非线性一阶常微分方程两点边值问题·　采用打靶法和解析延拓法直接数值求解上述非线性边值问题,分别获得了两端横向简支和夹紧杆的热过屈曲状态解。 展开更多
关键词 弹性直杆 热过屈曲 精确模型 打靶法 数值解
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形状记忆合金耗能弹簧的力学性能研究 被引量：7
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作者 彭刚 樊剑 +1 位作者 李黎 唐家祥 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期86-90,共5页
从Helmholt自由能出发,建立了SMA材料在复杂应力状态下的热力学本构关系,并由此推导出SMA耗能弹簧的热力学本构关系;在Brinson相变发展方程的基础上,引入等效应力的概念后,建立了内变量马氏体百分数的发展方程。利用上述理论,结合普通... 从Helmholt自由能出发,建立了SMA材料在复杂应力状态下的热力学本构关系,并由此推导出SMA耗能弹簧的热力学本构关系;在Brinson相变发展方程的基础上,引入等效应力的概念后,建立了内变量马氏体百分数的发展方程。利用上述理论,结合普通金属弹簧的设计方法,建立了SMA耗能弹簧的设计方法;利用MATLAB编写的计算机程序进行了仿真计算。研究结果表明SMA耗能弹簧具有较好的耗能能力。本文建立的计算理论较好地吻合了其他学者的研究结果,适用于实际工程问题的理论分析,具有较大的适用价值。 展开更多
关键词 形状记忆合金 耗能 弹簧 本构模型 力学性能
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