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材料参数随温度变化的功能梯度圆筒热弹性分析
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作者 吴雨桐 《工程与建设》 2020年第6期1191-1193,1196,共4页
文章研究了材料参数与温度相关的功能梯度圆筒在轴对称温度荷载下的热弹性问题,基于傅里叶定律、能量守恒方程、热弹性方程和平衡方程,利用状态空间技术和有限差分格式,得到了材料参数随温度以及沿径向任意梯度变化的圆筒热弹性问题的... 文章研究了材料参数与温度相关的功能梯度圆筒在轴对称温度荷载下的热弹性问题,基于傅里叶定律、能量守恒方程、热弹性方程和平衡方程,利用状态空间技术和有限差分格式,得到了材料参数随温度以及沿径向任意梯度变化的圆筒热弹性问题的状态空间解。分析了温度相关参数对所考虑物理量的影响。相关算例表明,温度相关参数对各物理量均有不同程度上的降低影响。 展开更多
关键词 功能梯度圆筒 热弹性 状态空间解 温度相关性
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轴对称任意梯度圆筒的弹性动力学解 被引量:1
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作者 陈明 刘一华 +1 位作者 詹春晓 吴枝根 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期624-629,I0011,共7页
基于轴对称平面应变问题的运动方程及弹性梯度材料的应力和位移关系,通过将圆筒分层使材料性质离散为分段常数函数,同时在时域内应用有限差分格式,求得了材料性质沿径向梯度变化的圆筒弹性动力学解。本文解不仅适合任意梯度的弹性圆筒,... 基于轴对称平面应变问题的运动方程及弹性梯度材料的应力和位移关系,通过将圆筒分层使材料性质离散为分段常数函数,同时在时域内应用有限差分格式,求得了材料性质沿径向梯度变化的圆筒弹性动力学解。本文解不仅适合任意梯度的弹性圆筒,而且容易满足多种形式的初始条件和边界条件。通过对材料性质沿径向为连续函数分布和分段函数分布的梯度圆筒数值分析,并与已有文献结果比较,得出本文解与已有文献的解吻合较好,验证了本文解的正确性和有效性。对材料性质为分段函数的三层组合圆筒分析发现,中间功能梯度层的指数分布因子对圆筒的径向位移和应力随时间变化都会产生显著影响。 展开更多
关键词 功能梯度圆筒 弹性动力学解 状态空间法 有限差分格式
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有限长FGM圆筒的热/机应力的解析解 被引量:2
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作者 邵珠山 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期80-84,共5页
利用微分方程的级数求解方法,分析了两端简支的有限长功能梯度圆筒的轴对称稳态热弹性问题,推导出了稳态温度场与应力场的解析解。分析中采用指数函数模型来描述FGM圆筒中材料性能在厚度方向的连续变化,同时忽略温度对材料性能的影响。... 利用微分方程的级数求解方法,分析了两端简支的有限长功能梯度圆筒的轴对称稳态热弹性问题,推导出了稳态温度场与应力场的解析解。分析中采用指数函数模型来描述FGM圆筒中材料性能在厚度方向的连续变化,同时忽略温度对材料性能的影响。另外,论文以金属钼和多铝红柱石制成的功能梯度圆筒为例,给出了稳态温度场和应力场的数值结果。 展开更多
关键词 有限长功能梯度圆筒 热/机载荷 解析解
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热冲击作用下非均质圆筒的广义热弹性分析 被引量:1
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作者 吴雨桐 詹春晓 吴枝根 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1919-1925,共7页
基于L-S广义热弹性理论,研究了非均质圆筒在热冲击作用下的广义热弹性问题。利用状态空间技术和有限差分格式,获得了材料性质沿径向任意梯度变化圆筒的一维广义热弹性解。通过算例分析,给出了延迟效应和耦合效应以及材料的梯度形式对圆... 基于L-S广义热弹性理论,研究了非均质圆筒在热冲击作用下的广义热弹性问题。利用状态空间技术和有限差分格式,获得了材料性质沿径向任意梯度变化圆筒的一维广义热弹性解。通过算例分析,给出了延迟效应和耦合效应以及材料的梯度形式对圆筒内的温度和应力沿径向分布和随时间变化的影响。分析表明:延迟效应可反映热波以有限速度传播,波前形成巨大的温度梯度,并与弹性波相互作用引起尖峰应力;耦合效应在最初阶段或耦合系数较小时对温度传播影响较小,但会削弱尖峰应力的峰值;改变材料梯度可有效降低热冲击对圆筒内应力的影响。 展开更多
关键词 L-S广义热弹性理论 功能梯度圆筒 状态空间技术 有限差分格式 热冲击
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磁热冲击下非均质圆筒的动态响应分析
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作者 吴辉阳 詹春晓 +1 位作者 王美芹 吴枝根 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第4期487-493,共7页
文章基于轴对称平面应变问题的运动方程和应力-位移关系,借助状态空间技术和Newmark法,对受热冲击和轴向磁冲击下,材料性质沿径向任意梯度变化的圆筒进行动态响应分析,得到位移和应力随时间变化的半解析解;对均质圆筒、双层均质材料组... 文章基于轴对称平面应变问题的运动方程和应力-位移关系,借助状态空间技术和Newmark法,对受热冲击和轴向磁冲击下,材料性质沿径向任意梯度变化的圆筒进行动态响应分析,得到位移和应力随时间变化的半解析解;对均质圆筒、双层均质材料组合圆筒及含功能梯度材料(functionally graded material,FGM)的双层圆筒进行分析,检验解的正确性和有效性。算例分析表明:适当地延迟热冲击时间,可大幅降低磁热冲击下双层均质材料组合圆筒的动应力振幅;将双层圆筒内层材料替换成FGM,并选取合适的梯度分布因子,可有效降低圆筒内动应力的峰值。研究结果可为受磁热冲击的非均质空心圆筒结构强度评价和优化设计提供理论参考。 展开更多
关键词 功能梯度圆筒 磁冲击 热冲击 状态空间法 NEWMARK法
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与温度相关的非均质圆筒的非线性耦合广义热弹性分析
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作者 韦杰 吴枝根 鲁文 《力学与实践》 北大核心 2023年第4期818-826,共9页
基于能量守恒方程和L-S广义热弹性理论,借助状态空间技术和Newmark法求解了材料性质沿径向任意梯度分布同时又与温度相关的非均质圆筒非线性耦合广义热弹性问题。通过对材料性质与温度无关和相关功能梯度圆筒的算例分析,给出了在线性和... 基于能量守恒方程和L-S广义热弹性理论,借助状态空间技术和Newmark法求解了材料性质沿径向任意梯度分布同时又与温度相关的非均质圆筒非线性耦合广义热弹性问题。通过对材料性质与温度无关和相关功能梯度圆筒的算例分析,给出了在线性和非线性耦合下圆筒内温度和应力沿径向和随时间的变化关系,验证了本文解的正确性和有效性。数值结果表明,考虑材料性质是否与温度相关,能量守恒方程中耦合项是线性还是非线性,得到的温度与应力均存在不同程度的差异。本文解可方便地应用于不同边界条件和初始条件下圆筒的广义热弹性分析。 展开更多
关键词 温度相关材料 功能梯度圆筒 L-S广义热弹性理论 非线性耦合
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