發(fā)布時間：2024-05-17 04:24

　　對于常規(guī)熱傳導下的熱彈性問題,傅里葉定律能夠滿足其精度要求。隨著科學技術的發(fā)展,諸如材料表面超短脈沖激光加熱、急速制冷、金屬快速凝固等一些超常規(guī)熱傳導問題逐漸出現(xiàn)在實際工程中,此時經典熱彈性理論將不能準確描述這些超常規(guī)熱傳導下的熱彈性響應。因此,發(fā)展基于非傅里葉定律的廣義熱彈性理論對相關熱彈性問題進行研究是很有必要的。論文對材料參數(shù)沿徑向任意梯度變化的功能梯度圓筒進行了熱彈性分析,并考慮了廣義熱彈性理論與經典熱彈性理論之間的差異,做了如下幾個工作:1)基于軸對稱平面應變情況下的傅里葉定律、能量守恒方程、熱彈性方程和平衡方程,通過在空間上將圓筒分層使材料性質離散為分段常數(shù)函數(shù),以及在時域內應用有限差分格式對控制方程進行離散,求得了功能梯度圓筒經典熱彈性問題的半解析解。2)在能量守恒方程中考慮了耦合效應,基于軸對稱平面應變下的傅里葉定律、修正的能量守恒方程、熱彈性方程和運動方程,給出了任意梯度圓筒耦合熱彈性問題的半解析解。通過應用不同的溫度邊界條件,分析并討論了運動方程中的慣性項、熱傳導中的耦合項以及材料參數(shù)分布分別對圓筒的溫度、徑向位移和徑向應力的影響。3)基于軸對稱平面應變下的L-S廣...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 非傅里葉熱傳導模型的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 經典傅里葉熱傳導模型
        1.2.2 非傅里葉熱傳導模型
    1.3 關于熱彈性力學耦合理論的研究
    1.4 廣義熱彈性理論的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
    1.5 功能梯度材料概述及相關廣義熱彈性問題的研究進展
    1.6 本文的研究內容
第二章 柱坐標系下廣義熱彈性問題基本方程
    2.1 溫度場的概念
    2.2 柱坐標系下基于L-S理論的基本方程推導
        2.2.1 柱坐標系下廣義熱傳導方程推導
        2.2.2 溫度場的邊值條件
    2.3 軸對稱問題的熱應力基本方程
第三章 功能梯度圓筒經典熱彈性分析
    3.1 引言
    3.2 分析模型
    3.3 圓筒熱彈性基本方程
    3.4 狀態(tài)方程的建立與求解
    3.5 算例分析與比較
        3.5.1 材料參數(shù)屬性只隨坐標變化的功能梯度圓筒分析
        3.5.2 材料參數(shù)屬性隨坐標和溫度變化的功能梯度圓筒分析
    3.6 本章小結
第四章 功能梯度圓筒耦合熱彈性分析
    4.1 引言
    4.2 分析模型
    4.3 圓筒熱彈性基本方程
    4.4 狀態(tài)方程的建立與求解
    4.5 算例分析與比較
        4.5.1 圓筒在低速熱沖擊下的熱彈性響應分析
        4.5.2 圓筒在急速熱沖擊下的熱彈性響應分析
        4.5.3 非線性耦合對梯度圓筒熱彈性響應的影響分析
    4.6 本章小結
第五章 熱沖擊作用下任意梯度圓筒廣義熱彈性分析
    5.1 引言
    5.2 分析模型
    5.3 圓筒廣義熱彈性問題基本方程
    5.4 狀態(tài)方程的建立與求解
    5.5 算例和結果分析
        5.5.1 廣義熱彈性理論下圓筒溫度、徑向應力分布
        5.5.2 廣義熱彈性理論下圓筒溫度、徑向應力隨時間的變化關系
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 全文總結
    6.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3975380