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采用热弹性理论建立了关于激光晶体热变形的微分方程和边界条件;对方程进行简化并利用级数法和伽辽金法进行求解,得到了圆截面激光晶体热变形的解析表达式。分析结果表明:晶体内的热变形是坐标r、z的非线性函数;变形与弹性模量E无关,而与晶体的尺寸、泊松比、热传导系数有关。 相似文献
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功能梯度材料微板谐振器热弹性阻尼的建模和预测是此类新型谐振器热?弹耦合振动响应的新课题. 本文采用数学分析方法研究了四边简支功能梯度材料中厚度矩形微板的热弹性阻尼. 基于明德林中厚板理论和单向耦合热传导理论建立了材料性质沿着厚度连续变化的功能梯度微板热弹性自由振动控制微分方程. 在上下表面绝热边界条件下采用分层均匀化方法求解变系数热传导方程, 获得了用变形几何量表示的变温场的解析解. 从而将包含热弯曲内力的结构振动方程转化为只包含挠度振幅的偏微分方程. 然后,利用特征值问题在数学上的相似性,求得了四边简支条件下功能梯度材料明德林矩形微板的复频率解析解, 进而利用复频率法获得了反映谐振器热弹性阻尼水平的逆品质因子. 最后, 给出了材料性质沿板厚按幂函数变化的陶瓷?金属组分功能梯度矩形微板的热弹性阻尼数值结果. 定量地分析了横向剪切变形、材料梯度变化以及几何参数对热弹性阻尼的影响规律. 结果表明, 采用明德林板理论预测的热弹性阻尼值小于基尔霍夫板理论的预测结果, 而且两者的差别随着相对厚度的增大而变得显著. 相似文献
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论耦合热弹性力学中各种Gurtin型变分原理 总被引:5,自引:0,他引:5
本文提出了一条比巳有文献更简单更直接的新途径,系统地建立了耦合热弹性力学中各种Gurtin型变分原理。文中首先给出一个重要的以卷积表示的积分关系式,然后从该式出发,系统地导出成互补关系的八类变量、七类变量、六类变量、五类变量、四类变量、三类变量及二类变量的变分原理。而Nickell和Sackman,Carlson所给出的变分原理,只是本文所建立的新的更一股广义变分原理的部分特殊形式。并且,通过这条新途径,不仅能清楚地阐明各种Gurtin型变分原理之间的内在联系,而且能说明仅以应力场和热流场为独立变量的变分原理的建立过程。 相似文献
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功能梯度材料的热/机械耦合分析研究进展 总被引:12,自引:0,他引:12
对功能梯度材料结构的热/机械耦合问题的研究现状进行了评述,包括分析方法的进展、热载作用下的裂纹问题、优化设计问题、细观力学问题等,然后提出了需要进一步研究的方向. 相似文献
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基于二维热弹性力学理论,研究均匀热荷载作用下层合简支梁的弹性力学解.首先导出均匀温度场中满足控制微分方程和两端简支边界条件的单层梁的弹性力学解,然后利用层间界面位移和应力必须连续的条件,递推得到底层梁与顶层梁间的位移和应力关系.最后根据层合梁上下表面的边界条件确定待定系数,带回递推公式得到整个层合梁的应力和位移分布.本文方法的计算结果有很好的收敛性.与有限元软件的结果对照说明了本文方法的精确性.最后,研究了不同的变温对层合简支梁的位移和应力的影响,结果显示每个层间界面在x方向的应力是不连续.随着温度的升高,梁的最大位移相应地增大.温度越高,位移沿厚度变化的速率越大. 相似文献
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基于经典的对应原理, 将 Mori-Tanaka 方法等细观力学结果推广于定常温度环境下的黏弹性情形. 根据泊松比与时间呈弱相关的特点, 给出 Laplace 象空间中功能梯度材料的松弛模量和热膨胀系数, 并直接建立耦合热应变的多维黏弹性本构关系. 在此基础上, 求解黏弹性功能梯度圆柱薄壳在热环境中的轴对称弯曲蠕变变形问题. 考虑材料热物参数的温度相关性, 首先确定稳态温度场, 导出相空间中轴对称弯曲变形的解析解, 采用数值反演得到蠕变变形. 算例表明, 蠕变初期, 热环境的影响明显, 随着时间增加, 热应力松弛, 影响逐渐消失. 当圆柱薄壳受轴压时, 相比于两端固支, 两端简支的端部变形更加明显. 通过圆柱薄壳的轴对称弯曲求解, 给出体积含量呈任意分布的黏弹性功能梯度结构在热机载荷下的蠕变分析途径. 相似文献
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弹性力学的一种正交关系 总被引:8,自引:2,他引:8
在弹性力学求解新体系中,将对偶向量进行重新排序后,提出了一种新的对偶微分矩阵,对于有一个方向正交的各向异性材料的三维弹性力学问题发现了一种新的正交关系.将材料的正交方向取为z轴,证明了这种正交关系的成立.对于z方向材料正交的各向异性弹性力学问题,新的正交关系包含弹性力学求解新体系提出的正交关系。 相似文献
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横观各向同性三维热弹性力学通解及其势理论法 总被引:3,自引:0,他引:3
通过引入两个位移函数,对用位移表达的运动平衡方程作了简化.利用算子理论,严格地导出了横观各向同性非耦合热弹性动力学问题的通解.对于静力学问题,通解的形式可进一步简化成用4个准调和函数来表示.具体考察了横观各向同性体内平面裂纹上下表面有对称分布温度作用的问题,推广了势理论方法,导出了一个积分方程和一个微分-积分方程.针对币状裂纹表面受均布温度作用情形,给出了具体的解。 相似文献
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热弹性通解完备性的一个新证明 总被引:5,自引:1,他引:5
关于线性各向同性热弹性问题,M.A.Biot提供了一个通解表达式,A.Verruijt证明了这个通解式的完备性。但是此证明十分冗长.本文提供一个完备性证明,这个证明比[2]的证明要简明得多. 相似文献
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本文研究了普适发展判据对热弹性材料的本构限制,证明了该判据对热弹性材料适用的充要条件是机械变形与热传导互不耦合,因此一般情形下该判据对热弹性材料不能适用。 相似文献
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本文研究了两端简支变厚度梁受机械荷载与热荷载共同作用下的热弹性力学解.温度场用调和级数展开,通过求解热传导方程可首先确定温度沿梁厚度方向的非线性分布情况.从二维热弹性力学理论的基本方程出发,导出满足控制微分方程和两端简支边界条件的位移函数的一般解,对上下表面的边界方程作傅立叶正弦级数展开确定待定系数,数值结果与商业有限元软件ANSYS进行了比较,显示出很高的精度.本文方法可直接应用于对应力和位移分析要求较高的工程问题,如航空航天和微型机械的设计. 相似文献
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在三维光弹性试验中,为模拟具有软弱夹层或由不同岩土构成的复杂地基问题,需用粘结材料将各种不同弹模的型材粘结成组合模型。本文提出三种新型光弹性粘结材料,并通过试验阐明其光学和力学性能,分析比较了它们的主要特点和差异,同时探讨了其粘结应力的作用与效果。 相似文献
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功能梯度材料平面问题的辛弹性力学解法 总被引:3,自引:0,他引:3
将辛弹性力学解法推广用于功能梯度材料平面问题的分析,考虑沿长度方向弹性模量为指数函数变化而泊松比为常数的矩形域平面弹性问题,给出了具体的求解步骤. 提出了移位Hamilton矩阵的新概念,建立起相应的辛共轭正交关系;导出了对应特殊本征值的本征解,发现材料的非均匀特性使特殊本征解的形式发生明显的变化. 相似文献
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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