颗粒增强复合材料热应力分析的双层嵌套模型

建立了一个把增强颗粒球和基体空心球嵌入等效复合介质空腔中的“双层嵌套模型”,研究了颗粒增强材料自高温冷却下来时,不同相中热应力的分布特点。推出了热应力在弹性和弹塑性状态的各种表达式。研究表明,随着温度降低,增强体受到压应力,基体材料中存在的静水应力为拉应力。温度继续下降,将出现自增强颗粒与基体界面向外扩展的屈服区。随增强相体积分数增大,增强颗粒受到的压应力和基体中的静水拉应力减小,增强颗粒与基体界面屈服的起始温差增大,而基体材料全面屈服的温差却减小。     

工艺参数对铀表面铝镀层热应力分布影响

为了防止铀的腐蚀，采用在铀表面磁控溅射镀铝，但使用中发现铝镀层内产生了较大的应力，影响镀层结合强度及使用性能。通常认为，薄膜内的应力有热应力和生长应力两种。文中通过改变沉积温度、镀层厚度以及镀层力学性能分数，研究它们对镀层热应力分布的影响，从而为改善铀表面铝镀层内热应力分布提供理论依据。     

电磁发射轨道的非傅里叶热应力分析

电磁轨道发射过程中快速升高的温度会导致热应力的急剧变化,这种变化有可能导致轨道的破坏,对轨道的发射效率和寿命造成影响.为了研究轨道应力场的变化规律,利用电磁发射轨道的轨道热传导方程和数据拟合方法得到了沿轨道方向的温度场变化特性,运用应力场理论分析了非傅里叶热效应对轨道应力场的影响.结果表明:电磁轨道炮发射过程中电枢与轨...     

强激光干扰下运动目标热损伤效应的有限元研究

为对空中飞行目标实施合理有效的强激光干扰,需要综合考虑采用的干扰方式、干扰效果以及考虑光斑偏移对干扰效果的影响。以热传导理论为基础,建立了激光辐照下移动目标温度场模型,采用伽辽金法建立了有限元分析模型,采用了等效比热容的方法处理材料的相变过程;并以Ansys软件为仿真平台,对目标在高斯分布的强激光作用下的温度场和热应力进行了综合仿真分析。结果表明,光斑与目标辐照区域的相对偏移对目标表面温度影响较大,对目标纵深破坏效应相对较小,应力变化主要发生在激光辐照区域,应力最大处也会随热源的移动而变化。     

直角型低温管道热结构耦合数据分析

针对某低温管路系统一段直角型高真空多层绝热低温管道进行稳态热结构耦合数据分析,并对最大热应力进行校核,经ANSYS Workbench 13.0有限元软件分析结果表明:绝热结构满足保冷要求,有效减小了管壁热应力;支撑是主要的传热路径,与内外管接触位置附近温度梯度比较大;支撑热应力主要分布在与内外管接触的对角线周围,分布位置呈现对称特征,对内外管和支撑最大热应力进行相应的校核,证明该管道是安全可靠的。为同类型低温管道结构设计及支撑位置和数量的合理设置具有重要的参考价值,同时对低温管道的安全运行具有重要的意义。     

高铁锻钢制动盘热疲劳裂纹扩展仿真及寿命评价

巨大的制动热能导致高铁制动盘面出现热斑或热点,形成沿径向扩展的热疲劳裂纹,严重危及行车安全.通过仿真获得热疲劳裂纹扩展规律,据此制定出合适、经济的检测周期,具有重要意义.基于断裂力学理论,采用扩展有限单元法和自主研发的裂尖网格加密技术,得到热点形成规律,植入半椭圆形裂纹进行热疲劳断裂仿真,得到制动速度为400 km/h...     

基于ANSYS的芯片冷却器传热分析

针对微槽式芯片冷却器,建立三维仿真模型,分析其稳态工况下的传热情况,获得其温度和热应力分布.分析了五种不同结构形式芯片冷却器工作性能的影响,比较了纯铜和氮化硅复合物两种材质对散热性能的影响.结果表明,铜质冷却器散热性能较好,但内部热应力却高于复合材质冷却器.通过将原冷却通道分割成两个相同的小通道,可提高冷却性能,且应将...     

激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器的热应力损伤研究

基于碲镉汞红外焦平面探测器的结构与其材料热力学相关特征,描述了激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器造成的损伤机理。根据相关的辐照环境和条件,通过有限元分析法建立了三维仿真模型。基于COMSOL Multiphysics软件仿真了碲镉汞红外探测器受到波长10.6 μm的激光辐照时,探测器各部分的温度变化及应力变化情况;通过数值分析方法,比较了碲镉汞探测器在经过光斑面积相同。功率不同的激光辐照后,其表面径向及内部轴向的温度场变化及应力场变化情况。仿真结果表明:在经过106 W/cm2的连续激光辐照后碲镉汞探测器表面温度与应力快速升高,造成探测器表面损伤,同时探测器被辐照部位的温度变化也导致其内部局部应力值变化。将碲镉汞探测器的应力损伤阈值及变化趋势与文献中相关实验数据进行对比,发现二者结果基本一致,验证了模型的可行性。