二维热弹性问题的边界元分析及其应用

本文直接用权函数将边界条件引入形成三类边界条件下的温度场的积分方程,用常数元和线性元数值上实现了D. J. Denson提出的方案,并对D. J. Denson的提法进行了改进。对二维问题通过算例进行了分析比较。探讨了温度场和热弹性问题的积分方程对无穷远处的边界条件的适应性问题,用分区法和弹性抗力法对热弹性力学的外问题的边界条件进行了处理。数值计算结果表明,本文的方法可靠,精度高。     

耦合热弹性理论的广义作用量原理

在新型热流势能密度和热流余能密度的基础上,采用拉氏乘子法及基于变分条件、变分约束条件和一般约束条件之间的匹配关系,建立了一系列新型耦合热弹性理论的广义作用量原理。后些广义作用量原理是用近似法与数值法求解耦合热弹性理论问题的理论基础。     

轧辊弹性与热变形的耦合对带钢出口断面的影响

用影响函数法分析了冷轧风的四辊轧机辊系的弹性变形，并用有限单元法对轧机工作辊的热特性进行了三维模拟，耦合计算结果表明，轧辊的热特性对带钢的出口断面有重要影响，利用影响函数法和有限单元法耦合分析轧辊的弹性变形和热变表可以比较准确地预报轧件的出口断面。     

蓝宝石单晶生长过程中应力分布的数值模拟

晶体生长过程中所产生的残余热弹性应力是影响晶体质量的重要因素之一.用Ansys软件为平台,以改进的Kyropoulos法制备Φ230x200mm大尺寸蓝宝石单晶为例,对所生长单晶体的热应力分布进行了数值模拟.建立了不同外形(放肩角)条件下晶体生长过程中热弹性应力的分布模型.讨论了不同放肩角对晶体热应力的影响.结果表明,通过改变晶体的外形可以改善热应力的分布,从而在晶体中获得更多的低应力区域.模拟结果和试验结果吻合较好.     

高速高比压织构滑动轴承热弹流润滑分析

齿轮传动涡扇发动机(geared turbo fan engine,GTF)的星型齿轮传动系统使用滑动轴承作为支承。GTF滑动轴承在高速高比压工况下工作,油膜压力较大,导致轴承会发生弹性变形。考虑滑动轴承的弹性变形以及润滑油温黏效应等的影响,基于计算流体动力学方法建立了高速高比压织构滑动轴承的三维热弹流润滑分析模型,研究了考虑弹性变形影响的织构滑动轴承热流体润滑性能,并对比了织构滑动轴承和无织构滑动轴承的热弹流润滑性能。结果表明:考虑弹性变形的影响后,在相同大偏心率工况下织构滑动轴承的最大油膜压力、承载力和最大油膜温度均会明显降低,周向承载区域明显扩大,且温度和油膜压力在圆周方向上的变化也更加平缓;对比织构滑动轴承和无织构滑动轴承,两者的最大油膜压力、承载力、最大油膜温升和摩擦系数无明显差异,但油膜承载区的弹性变形有明显减小。     

《热弹性力学概论》即将出版

王洪纲教授所著的《热弹性力学概论》一书即将由清华大学出版社出版。该书从连续体力学的理论出发,结合热传导学和热力学场论的有关内容,建立了热弹性力学的控制方程;并且有重点的讨论了热弹性问题的分析方法,其中对热弹性问题的变分定理给予较系统地阐述;对于热弹性力学中的一些专门问题(耦合问题,热冲击     

微凸体油膜弹性支承效应的分析与研究

为证实微凸体油膜弹性支承效应的存在,研究采用了两次正交试验法,并进行28次刨切实验.结果表明,无油刨切与涂油润滑刨切所产生的切屑参数有明显区别,从而验证了微凸体油膜弹性支承效应的客观存在.     

车削加工轴受弹性约束的变温应力计算

本文计算了车削加工中工件承受弹性(或部分)约束及主轴热伸长影响情况下轴的变温应力.文章将工艺系统刚度和热变形两个因素引入变温应力计算公式中,提高了轴受弹性(或部分)约束的变温应力计算精度,为提高零件加工精度提供了理论依据.     

定常温度场热弹性问题的广义变分原理

在新型热弹性势能与余能数学形式的基础上,利用拉氏乘子法建立了两种三类独立变量函数的广义变分原理,以及一系列新型二类变量的广义变分原理。这些原理为解决定常温度场中的结构工程问题提供了多种类型的原理,是用近似方法与数值方法解决热弹性问题的理论基础。     

二维热弹性功能梯度板的自由振动分析

研究正交各向异性二维热弹性功能梯度板的自由振动问题。假设材料参数沿板厚方向按任意函数规律变化,基于状态空间法和Peano-Baker级数,获得了二维热弹性功能梯度平板自由振动问题的解。通过算例,分析了当材料为线性分布时,不同的梯度参数和板厚对平板最小固有频率的影响,以及不同的分布函数对最小固有频率的影响。     

自然单元法在水工结构数值分析中的应用

自然单元法既具有无网格方法和经典有限元方法的优点又克服了两者的一些缺点,为水工结构分析开拓了新途径.编制了弹性自然单元法C++程序SGNEM1.0,利用其对几个水工结构物进行分析,通过和有限元分析结果进行比较分析,结果表明自然单元法在水工结构数值分析上的应用是可行的.     

非均质材料在热冲击下的耦合热弹性理论

依照连续介质力学的基本理论,推导出了非均质弹性材料热冲击问题所满足的热传导和热弹性运动方程。     

双材料中多个热膨胀夹杂引起的弹性场

目的确定在双材料中由具有均匀本征应变的任意多个夹杂引起的热弹性场．方法利用Papkovitch-Neuber调和势函数得到无限大体中热膨胀夹杂产生的弹性场，通过应变核等基本解和镜像法得到双材料中多夹杂引起的热弹性场．结果阐述两相材料界面的效应、夹杂与界面的距离、弹性模量以及夹杂形状尺寸等参数对弹性场的影响．结论给出的应力公式和分布曲线，可扩展以建立双材料中热应力问题的断裂破坏准则，能有效地用来确定在双材料中由具有均匀本征应变的任意多个夹杂引起的热弹性场．     

梯度功能材料拟静态热弹性问题的泛函和变分原理

本文从梯度功能材料拟静态热弹性问题的控制方程出发,说明了梯度功能材料在其物性系数为坐标变量的函数时的三维拟静态热弹性问题的泛函是存在的,导出了相应的泛函,并建立了相应的变分原理.     

基于L-S理论的压电球壳广义热冲击分析

基于L-S广义热弹性理论,针对压电球壳受表面球对称热冲击作用下的热弹性问题进行分析.从三维压电弹性理论基本方程出发,利用Laplace变换,建立耦合的6阶状态方程;采用层合近似模型,将状态方程转化为关于径向坐标的常系数状态方程.利用界面连续条件得到球壳内、外状态变量的整体传递关系,结合球壳内、外边界条件,可以确定频域内所有状态变量,通过数值反变换获得时域解.数值算例给出热冲击作用下压电球壳的位移、应力、电势和温度等物理量的分布规律,考察热松弛时间对热冲击作用效果的影响.     

基于超声组织定征技术的肿瘤热疗无创监测方法研究进展

为归纳总结近年来基于超声组织定征技术的肿瘤热消融无创监测方法,分别阐述了基于超声弹性成像技术和定量超声技术的肿瘤热疗监测方法,对每种方法的监测原理、实验设计、监测结果进行了总结,并讨论了每种方法的适用性和局限性.结果表明:由于受热疗监测的精度、成本、实时性等条件的限制,还没有一种方法能够直接应用到临床上.未来的研究应致力于提出一种能够同时实现术中监测和术后疗效评估、可与现有超声设备相结合、适用于临床的肿瘤热疗定量实时监测方法.     

热采井套管损坏力学机理分析

热力法采油是提高稠油采收率的最重要方法.实践表明,稠油热采对井套管损坏十分严重.根据弹性力学厚壁圆筒理论,建立了套管应力计算模型,并通过实例计算了不同注蒸汽温度下生产过程中套管的有效应力强度.计算表明,注蒸汽热采井套管损坏的主要机理是注汽过程中较高的温度在套管柱内产生过大的热应力,导致套管内应力超过了套管屈服极限强度....     

变温场中含球形空腔的热黏弹性体动态热应力分析

为解决考虑温度变化的黏弹性体动态热应力问题,从材料的热黏弹性力学性质出发,依据热黏弹性Kelvin-Voigt微分型本构方程及热传导理论和拉普拉斯积分变换方法,求解了带球形空腔的无限大体的动态热应力问题,得到具有温度相关性的黏弹性材料的热应力动态问题的控制方程组,获得位移和应力在拉普拉斯变换域内的精确解,数值求解Laplace逆变换,给出了温度、位移和应力的分布图.     

形状记忆合金电阻-应变模型

目的 利用热动力学电阻理论和拉伸试验,建立超弹性状态的形状记忆合金(SMA)电阻-应变模型.方法 在SMA热动力学电阻模型的基础上,采用数值分析和实验验证相结合的方法 ,创建了SMA超弹性分段线性化模型.在完成SMA单向拉伸试验的基础上,提取具有代表性的实验数据,验证电阻-应变模型的有效性.结果 得到电阻-应变试验曲线,并建立了曲线的数学表达式.结论 所提出的SMA电阻-应变模型与实验结果 吻合很好,可以有效地表达SMA超弹性电阻-应变之间的关系.     

基于弹性降阶变换法求解一类可化为Legendre方程的微分方程初值问题

针对一类三阶非线性常微分方程初值问题,根据弹性的微分性质引入一种新的弹性降阶变换法.论述了其引入背景和求解步骤,揭示了该方法的本质特征：只要通过弹性降阶变换法转化后的微分方程可解,那么原微分方程初值问题也是可解的.弹性降阶变换法可转化为Legendre方程初值问题的一类三阶非线性常微分方程初值问题进行求解,不仅扩大了微分方程的可解类,还为微分方程的研究提供了新的思想方法.