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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
一维半无限压电杆的广义的热冲击问题   总被引:1,自引:2,他引:1  
采用具有两个热松驰时间的G-L广义热弹性理论,研究了一维无限无限长杆在其端部受到热冲击时的边值问题,借助于拉普拉斯正、反变换技术,在所考虑时间非常短的情况下,对问题进行了求解。得到了位移及温度分布的近似妥析角,发现位移及温度分布中分别存在两上阶跃点,并通过数值计算,把温度的分布规律用图形反映了出来,从温度的分布图上可以看出,当任何x的值大于第二个阶跃点的位置值时,温度值都是零,也即在当前所绘定的时刻,热以波的形式沿压电杆仅传播到第二阶跃点的位置,而在第二个阶跃点之后,压电杆上的温度分布保持初始温度;定不同时刻,热波波前的位置也将相应的在压电杆上移动,也即热波波前在压电杆上的位置随考虑时刻不同而不同,这与经典的热传导是完全不同的,它说明热是以波的形式以有限的速度,而不是以无限的速度在介质中进行传播的。  相似文献   

2.
热超弹性材料中的空穴生成问题   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究热超弹性材料中的空穴生成问题,讨论了温度对空穴生成的影响.球体的材料为考虑温度影响的不可压Gent-Thomas材料,或者说是一种与不可压Gent—Thomas材料对应的热超弹性材料,得到了在表面死载荷作用下球体中空穴生成时的分叉曲线及临界载荷,给出了球体中的应力分布,讨论了温度对临界载荷、分叉曲线和应力分布的影响。  相似文献   

3.
基于L-S广义热弹性理论,研究了处于磁场中无限长理想圆柱导体在边界受热冲击作用时的电磁热弹耦合问题.建立了广义电磁热弹耦合的有限元方程,为避免积分变换方法求解带来的精度丟失.采用将有限元方程直接在时间域求解的方法,得到了圆柱体中的温度、位移、应力、感应磁场和感应电场的分布规律,反映了热的波动性及电磁热弹的耦合效应.结果表明,将有限元方程直接在时间域求解,可以获得各物理量的准确分布.得到温度在热波波前处的阶跃,准确地反应热波的波动效应.  相似文献   

4.
应用热色液晶测量射流撞击壁面温度分布   总被引:7,自引:0,他引:7  
张曦  周鹏 《实验力学》1996,11(3):246-250
本文叙述了热色液晶测温技术的原理,对色度-温度关系进行了标定。并利用该技术测量了在射流撞击下的壁面温度分布。文中给出了在不同射流高度下壁面温度分布的等值线,并讨论了液晶测温技术的灵敏度及测试精度。  相似文献   

5.
热毛细对流温度场全息干涉检测研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
张曦  张嘉锋  何世平 《实验力学》2000,15(2):152-156
本文采用Hele-Shaw盒体,在地面上模拟二维热毛细对流,应用全息干涉技术对热毛细对流温度场进行了测试研究,为了获得感兴趣的热毛细对流温度增量分布,文中提出了将背景温度分布条纹与热毛细对流温度增量分布条纹相分离的方法。  相似文献   

6.
光纤陀螺的热分析与热设计方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
光纤陀螺随温度变化产生的热噪声及热致非互易性相移误差直接影响其使用精度。为解决温度问题,分析了光纤陀螺工作的热环境,根据光纤陀螺的体积功率密度选择了自然冷却方法,包括导热、自然对流和辐射换热的单独作用或组合。通过分析光纤线圈及其他光电器件的温度特性及温度变化产生误差的机理,指出热设计的目的是控制光纤陀螺内部的温度场分布及最高温度,并对光纤陀螺的热设计方法进行研究,包括光纤线圈的热设计、光电器件的安装方式、控制电路的热设计等。由最后热仿真与测试结果可知,热设计方法合理可行。  相似文献   

7.
应用Lord-Shulman(L-S)和Green-Lindsay(G-L)广义热弹性理论,研究了在磁场中受移动热源作用的半无限长均质各向同性粘弹杆的磁热粘弹动态响应,并与经典耦合理论进行了对比.给出了杆的广义磁热粘弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯积分变换及其数值反变换对控制方程进行了求解,计算得到了杆内温度、应力和位移的分布规律.研究结果表明:时间、热源移动速度和磁场大小对以上分布规律都有一定的影响.  相似文献   

8.
王路君  艾智勇 《力学学报》2017,49(2):324-334
热源作用下饱和多孔介质热固结效应是土木及能源工程领域的一个重要课题.由于问题的复杂性,已有的研究大多将介质假定为均匀各向同性,且将热源假定为恒定强度.实际工程中,天然饱和多孔介质常表现出明显的分层特性,热源强度也存在衰变性,为此本工作采用扩展精细积分法对衰变热源作用下层状饱和多孔介质的热固结问题进行研究.借助于积分变换,将饱和多孔介质热固结问题的偏微分方程转化为变换域内的常微分方程;然后对饱和多孔介质微层元进行合并消元,并结合边界条件,推导出衰变热源作用下层状饱和多孔介质热固结问题在积分变换域内的扩展精细积分解;对所得解答进行相应的数值积分逆变换,可获得所求温度、超静孔压及竖向位移在物理域内的解答.基于上述求解过程,编制相应的计算程序进行数值计算,通过与已有文献对比,验证本文扩展精细积分法在求解层状饱和多孔介质热固结问题中的适应性和正确性;最后通过几组算例,分析热源衰变周期、热源埋深及介质的成层性对热固结效应的影响.结果表明:热源衰变周期对温度和超静孔压的峰值、以及达到峰值的时间均有明显影响,衰变周期越长,二者峰值均越大,且达到峰值所需时间越长;热源埋深对超静孔压及竖向位移变化影响显著,深埋热源作用时热源两侧竖向位移呈对称分布,而浅埋热源两侧则无此现象;饱和多孔介质的分层特性对热固结效应影响明显.  相似文献   

9.
基于混合数值法的功能梯度材料板瞬态热响应分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用混合数值法分析了功能梯度材料板中瞬态热响应问题.功能梯度材料板的材料特性沿板厚方向连续变化,在梯度板中心作用温度变化的热源,此热源沿板厚方向连续分布.得出了温度变化对梯度板的影响,观测点处的位移响应与应力变化随时间分布的曲线以及瞬态的位移响应.研究表明,温度变化对板的作用效果与外载作用对板的作用效果是相当的.此研究是对混合数值法的在热领域应用的延伸与开拓,对热响应问题的研究具有一定的指导意义.  相似文献   

10.
短脉冲激光加热引起材料内部复杂的传热过程及热变形,现有的以Fourier定律或Cattaneo-Vernotte松弛方程结合弹性理论为框架建立起来热应力理论在刻画其热物理过程存在严重缺陷. 本文基于分数阶微积分理论, 以半空间为研究对象, 建立了分数阶Cattaneo热传导方程和相应的热应力方程, 给出了问题的初始条件和边界条件, 采用拉普拉斯变换方法, 给出了非高斯时间分布激光热源辐射下温度场和热应力场的解析解, 研究了短脉冲激光加热的温度场及热应力场的热物理行为. 数值计算中, 首先对理论解进行数值验证, 然后取分数阶变量$p=0.5$研究温度场和热应力场的变化特点及激光参数对温度和热应力的影响,最后数值计算分数阶参数对温度和热应力场的影响. 计算结果表明, 分数阶Cattaneo传热方程和热应力方程描述的温度和热应力任然具有波动特性,与经典的Fourier传热模型和标准的Cattaneo传热模型相比, 分数阶阶次越大, 热波波速越小, 热波波动性越明显; 反之, 则热波波速越大, 热扩散性越强.激光加热和冷却的速度越快, 温度上升和下降的速度越快, 压应力和拉应力交替变化越快, 温度变化幅值越小, 热应力幅值影响不明显.   相似文献   

11.
计及材料物性与温度的相关性,基于Clausius不等式和L-S广义热弹性理论,通过对自由能公式的高阶展开,构建了具有变物性特征的广义耦合热弹性动力学模型。推导了各向同性材料表面受热冲击问题的线性化控制方程组,利用热冲击的瞬时特征,借助于Laplace正、逆变换技术及其极限性质,给出了变物性条件下一维热冲击问题的温度场、位移场和应力场的渐近表达式。通过算例,得到了热冲击作用下各物理场的分布规律以及材料物性与温度相关性对于热弹性响应的影响规律。结果表明:材料物性与温度相关性对于各物理场的阶跃位置、阶跃间隔以及阶跃峰值均产生影响,但值得注意的是,相比于位移场和应力场的显著影响,其对温度场的影响效果并不明显。  相似文献   

12.
基于多孔介质混合物理论,用解析的方法研究了不可压饱和土地基受到简谐荷载作用下的动力响应问题。利用Fourier积分变换求解耦合方程组,得到了二维饱和土介质在简谐荷载作用下的通解。针对表面透水的具有下卧基岩的饱和土层以及半无限饱和土地基的边界条件,获得了固体骨架位移、孔隙流体位移、固体骨架有效应力以及孔隙流体压力的积分形式解答,并通过数值算例分析了饱和土地基在简谐荷载作用下的响应。  相似文献   

13.
The thermoelasticity problem in a thick-walled orthotropic hollow cylinder is solved analytically using finite Hankel transform and Laplace transform. Time-dependent thermal and mechanical boundary conditions are applied on the inner and the outer surfaces of the cylinder. For solving the energy equation, the temperature itself is considered as boundary condition to be applied on both the inner and the outer surfaces of the orthotropic cylinder. Two different cases are assumed for solving the equation of motion: traction–traction problem (tractions are prescribed on both the inner and the outer surfaces) and traction–displacement (traction is prescribed on the inner surface and displacement is prescribed on the outer surface of the hollow orthotropic cylinder). Due to considering uncoupled theory, after obtaining temperature distribution, the dynamical structural problem is solved and closed-form relations are derived for radial displacement, radial and hoop stress. As a case study, exponentially decaying temperature with respect to time is prescribed on the inner surface of the cylinder and the temperature of the outer surface is considered to be zero. Owing to solving dynamical problem, the stress wave propagation and its reflections were observed after plotting the results in both cases.  相似文献   

14.
In this paper, the non-local theory of elasticity is applied to obtain the behavior of a Griffith crack in the piezoelectric materials subjected to a uniform tension loading. The permittivity of the air in the crack is considered. By means of the Fourier transform, the problem can be solved with the help of two pairs of dual integral equations, in which the unknown variables are the jumps of the displacements across the crack surfaces. To solve the dual integral equations, the jumps of the displacements across the crack surfaces are expanded in a series of Jacobi polynomials. Numerical examples are provided to show the effects of the crack length, the materials constants, the electric boundary conditions and the lattice parameter on the stress and the electric displacement fields near the crack tips. It can be obtained that the effects of the electric boundary conditions on the electric displacement fields are large. Unlike the classical elasticity solutions, it is found that no stress and electric displacement singularities are present at the crack tips. The non-local elastic solutions yield a finite hoop stress at the crack tips, thus allowing us to use the maximum stress as a fracture criterion.  相似文献   

15.
Abstract

Enlightened by the Caputo fractional derivative, the present study deals with a novel mathematical model of generalized thermoelasticity to investigate the transient phenomena due to the influence of magnetic field and moving heat source in a rod in the context of three-phase lag (TPL) theory of thermoelasticity. Both ends of the rod are fixed and heat insulated. Employing Laplace transform as a tool, the problem has been transformed into the space-domain and solved analytically. Finally, solutions in the real-time domain are obtained by applying the inverse Laplace transform. Numerical calculation for stress, displacement, and temperature within the rod is carried out and displayed graphically. The effect of moving heat source speed on temperature, stress, and temperature is studied. It is found from the distributions that the temperature, thermally induced displacement and stress of the rod are found to decrease at large source speed. For the better understanding of the effect of moving heat source on all the distributions, three animations are added.  相似文献   

16.
半空间饱和土内置点载荷作用下的热弹性波动   总被引:1,自引:0,他引:1  
郑荣跃  刘干斌  梧松 《力学学报》2008,40(3):413-420
基于Biot波动理论及热弹性动力理论,利用已建立的饱和多孔弹性介质热流固耦合控制方程,研究半无限地基在内置点热力源作用下的动力响应问题. 求解过程引用Hankel变换技术,得到了热力源作用下土体中温度增量、应力、位移和孔隙水压力的积分形式解答.利用Hankel数值逆变换得到计算结果,分析了热流固耦合条件下激振频率对竖向位移和孔隙水压力响应的影响. 对热流固耦合、热弹性和多孔弹性模型计算结果进行了比较.   相似文献   

17.
The thermal shock problems involved with fractional order generalized theory is studied by an analytical method. The asymptotic solutions for thermal responses induced by transient thermal shock are derived by means of the limit theorem of Laplace transform. An infinite solid with a cylindrical cavity subjected to a thermal shock at its inner boundary is studied. The propagation of thermal wave and thermal elastic wave, as well as the distributions of displacement,temperature and stresses are obtained from these asymptotic solutions. The investigation on the effect of fractional order parameter on the propagation of two waves is also conducted.  相似文献   

18.
In this work, the generalized thermoelastic solutions with bounded boundaries for the transient shock problem are proposed by an asymptotic method. The governing equations are taken in the context of the generalized thermoelasticity with one relaxation time (L–S theory). The general solutions for any set of boundary conditions are obtained in the physical domain by the Laplace transform techniques. The corresponding asymptotic solutions for a thin plate with finite thickness, subjected to different sudden temperature rises in its two boundaries, are obtained by means of the limit theorem of Laplace transform. In the context of these asymptotic solutions, two specific problems with different boundary conditions have been conducted. The distributions of displacement, temperature and stresses, as well as the propagations, intersections and reflections of two elastic waves, named as thermoelastic wave and thermal wave separately, are obtained and plotted. These results are agreed with the results obtained in the existing literatures.  相似文献   

19.
黄义  王小岗 《力学季刊》2003,24(4):552-559
基于双重Fourier变换技术,成功求解了直角坐标系下,横观各向同性弹性饱和多孔介质的三维Biot动力方程,得到了以固体骨架位移分量和孔隙流体压力为基本未知量的积分形式一般解.进而,用一般解给出了饱和介质的总应力分量表达式。在此基础上,研究了在任意分布的表面竖向和水平谐振力作用下,横观各向同性饱和半空间体的动力响应问题。数值结果表明,采用各向同性饱和介质的动力学模型,不能准确描述具有明显各向异性特性的饱和土地基的动力性能。  相似文献   

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