蹄—鼓式制动器热弹性耦合有限元分析 被引量：45

1

作者 吕振华 亓昌 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期401-407,共7页

首先探讨蹄—鼓式汽车制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性动力学问题及其分析方法 ,包括摩擦生热模型、多物理场中的弹性体有限元模型、接触问题模型的建立方法以及相应的数值分析方法。然后 ,利用有限元分析软件ADI NA建立一种新型蹄—... 首先探讨蹄—鼓式汽车制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性动力学问题及其分析方法 ,包括摩擦生热模型、多物理场中的弹性体有限元模型、接触问题模型的建立方法以及相应的数值分析方法。然后 ,利用有限元分析软件ADI NA建立一种新型蹄—鼓式制动器热弹性耦合动力学分析的三维有限元模型 ,确定对模型求解的位移边界条件和热边界条件 ,设定材料物性参数、加载过程及模拟工况 ,探讨进行制动器热弹性耦合有限元分析的过程 ,通过仿真计算得到制动器工作过程中摩擦副间接触力分布、制动鼓瞬态温度场、应力场。 展开更多

关键词 汽车 蹄-鼓式制动器 热弹性耦合 有限元分析 瞬态温度场 瞬态应力场

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磁场环境中几何非线性导电薄板的热弹性耦合振动 被引量：3

2

作者 张建平 颜志江 戴咏夏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期159-164,共6页

基于涡电流热效应引起的温度场初边值问题和非线性热磁弹性力学的基本方程,在计及面内磁体力的前提下,研究几何非线性导电薄板在横向时变磁场及面内恒定磁场共同作用下的热弹性耦合动力响应,并对导电薄板的涡电流、磁力、温度以及挠度... 基于涡电流热效应引起的温度场初边值问题和非线性热磁弹性力学的基本方程,在计及面内磁体力的前提下,研究几何非线性导电薄板在横向时变磁场及面内恒定磁场共同作用下的热弹性耦合动力响应,并对导电薄板的涡电流、磁力、温度以及挠度随外加磁场的变化情况进行定量模拟。数值结果表明,在考虑面内磁体力和几何非线性效应的情况下,当横向磁场较小时,面内磁体力的作用可以忽略,但必须考虑涡电流的热效应,而当横向磁场增加到一定值时,面内磁体力对变形场造成的影响作用比涡电流热效应的大,此时必须同时考虑面内磁体力和涡电流热效应对多场耦合行为分析所带来的影响。 展开更多

关键词 导电薄板 热弹性耦合 几何非线性 面内磁体力 动力响应

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汽车木陶瓷制动衬片热弹性耦合分析

3

作者 杜丹丰 王麒麟 郭秀荣 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2023年第2期134-141,共8页

提出了一种以木陶瓷为原料的汽车制动衬片,建立了木陶瓷制动衬片的盘式制动器三维模型,模拟多种工况制动时木陶瓷制动衬片作用下盘式制动器的热弹性耦合特性,并基于Archard磨损模型及ABAQUS软件中的UMESHMOTION子程序实现木陶瓷制动衬... 提出了一种以木陶瓷为原料的汽车制动衬片,建立了木陶瓷制动衬片的盘式制动器三维模型,模拟多种工况制动时木陶瓷制动衬片作用下盘式制动器的热弹性耦合特性,并基于Archard磨损模型及ABAQUS软件中的UMESHMOTION子程序实现木陶瓷制动衬片磨损深度的数值模拟。结果表明:以木陶瓷材料作为汽车制动摩擦材料,制动过程中制动盘温度峰值为254.25℃,相较于传统金属型制动衬片制动盘温度峰值低9.91℃,应力分布均匀,有利于减少制动盘热裂纹的产生,同时降低制动盘“热衰退”效应对车辆制动效能稳定性的影响。木陶瓷制动衬片制动过程中温度最高可达281.41℃,远低于木陶瓷材料热分解温度,具备良好的可靠性。以木陶瓷作为制动衬片摩擦材料,单次高速紧急制动磨损深度最大不超过2.11μm,具备良好的耐磨性。 展开更多

关键词 汽车 木陶瓷 制动衬片 热弹性耦合 磨损

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微谐振器纵向振动热弹性耦合分析 被引量：2

4

作者 李长龙 高世桥 +1 位作者 牛少华 刘海鹏 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1237-1242,共6页

对微谐振器在纵向振动时的热弹性耦合进行分析,以悬臂梁为基础,在环境温度为300K时,对热弹性本构方程进行数值求解,对在纵向振动过程中产生的温度、受热弹性耦合的影响产生的频率漂移、热弹性阻尼进行分析.分析结果发现,在纵向振动过程... 对微谐振器在纵向振动时的热弹性耦合进行分析,以悬臂梁为基础,在环境温度为300K时,对热弹性本构方程进行数值求解,对在纵向振动过程中产生的温度、受热弹性耦合的影响产生的频率漂移、热弹性阻尼进行分析.分析结果发现,在纵向振动过程中,悬臂梁在前3阶振动模态下,温度变化量随着振动模态的升高而增大,在3阶振动模态时,温度变化量约为1.5K;受热弹性耦合影响,频率漂移比首先随着梁长的增加而迅速增加,然后稳定在1.67×10-4附近;热弹性阻尼最大值约为1.0×10-4.然后,使用COMSOL Multiphysics软件对悬臂梁进行热弹性耦合仿真,并对数值结果进行验证.结果表明,仿真结果与理论计算结果相吻合. 展开更多

关键词 微陀螺仪 纵向振动 热弹性耦合 频率漂移 COMSOL

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增材制造非均匀点阵结构热弹性耦合多目标拓扑优化

5

作者 丛煜昊 易斯男 赵政 《计算力学学报》 2025年第4期557-563,共7页

面向航天结构轻量化、高承载和高导热设计需求,以具有高刚度质量比等特点的Octet晶格构成的空间非均匀点阵结构为研究对象,基于密度法建立热弹性耦合多目标拓扑优化设计模型,获得承载与传热功能一体化结构设计.首先,基于均匀化方法建立O... 面向航天结构轻量化、高承载和高导热设计需求,以具有高刚度质量比等特点的Octet晶格构成的空间非均匀点阵结构为研究对象,基于密度法建立热弹性耦合多目标拓扑优化设计模型,获得承载与传热功能一体化结构设计.首先,基于均匀化方法建立Octet晶格等效性能预测模型.进而考虑结构热弹性应力载荷,以结构刚度与传热性能为优化目标,研究了非均匀点阵结构多目标优化设计问题.其中,基于目标函数对单胞和宏观结构两个层次设计变量的灵敏度分析,同时对单胞设计参数和单胞在宏观结构中的空间分布进行优化.最后,针对非均匀点阵结构局部几何突变问题,提出了相邻点阵单胞共有杆件保体积的等直径变换和共有节点处节点球光滑化的非均匀点阵结构几何后处理方法.数值算例验证了优化设计方法的有效性和优化结果的增材制造可行性. 展开更多

关键词 非均匀点阵结构 等效热传导性能预测 热弹性耦合 几何建模 节点球光滑化

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耦合热弹性问题的一般解 被引量：1

6

作者 丁皓江 国凤林 侯鹏飞 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期573-577,共5页

从线性化后的耦合热弹性基本方程出发 ,导出了一种新型式的一般解·　在拟静态问题时 ,比Biot的解更简单 ,少一个势函数·

关键词 耦合热弹性 一般解 拟静态问题 运动方程

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大变形耦合热弹性动力学的变分原理 被引量：3

7

作者 封卫兵 何吉欢 刘高联 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期614-617,共4页

应用半反推法及动态差分变换和初终值条件的新处理法 ,建立了各向异性线性材料大变形耦合热弹性动力学的经典型 (即不含卷积的非 Gurtin型 )统一变分原理族 ,从而为应用有限元法求解奠定了理论基础 .

关键词 变分原理 有限元法 耦合热弹性动力学 各向异线性材料 半反推法 动态差分变换

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二维耦合热弹性动力学问题的无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法 被引量：1

8

作者 李庆华 陈莘莘 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2019年第5期109-114,共6页

为了更有效地求解二维耦合热弹性动力学问题,对无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法在此类问题中的应用进行了研究,并发展了相应的计算方法。该方法建立试函数时可以只依赖于一组离散的节点,有效地避免了复杂的网格划分和网格畸变的影响... 为了更有效地求解二维耦合热弹性动力学问题,对无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法在此类问题中的应用进行了研究,并发展了相应的计算方法。该方法建立试函数时可以只依赖于一组离散的节点,有效地避免了复杂的网格划分和网格畸变的影响。相对于常用的移动最小二乘而言,自然邻接点插值不涉及复杂的矩阵求逆运算,更不需要任何人为参数。由于运动方程和瞬态热传导方程相互影响,这些方程必须联立求解。采用Newmark法求解空间离散后得到的二阶常微分方程组,进而可直接获得温度场和位移场的数值结果。 展开更多

关键词 无网格法 自然邻接点插值 耦合热弹性动力学 Petrov-Galerkin法

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复合材料耦合热弹性问题的多尺度方法

9

作者 万建军 肖留超 刘鸣放 《暨南大学学报（自然科学与医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期235-237,共3页

考虑周期复合材料耦合热弹性问题,此问题含有瞬态位移场的动态热弹性方程和瞬态温度场的动态热传导方程,在求解时需考虑动态耦合的温度场和位移场.用构造性的多尺度分析方法定义了周期复合材料瞬态耦合热弹性问题的一阶多尺度渐近解,并... 考虑周期复合材料耦合热弹性问题,此问题含有瞬态位移场的动态热弹性方程和瞬态温度场的动态热传导方程,在求解时需考虑动态耦合的温度场和位移场.用构造性的多尺度分析方法定义了周期复合材料瞬态耦合热弹性问题的一阶多尺度渐近解,并证明了此多尺度渐近解的逼近阶为O(ε). 展开更多

关键词 复合材料 耦合热弹性问题 多尺度方法

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关于耦合热弹性余能变分原理的注记

10

作者 牛焱洲 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1991年第4期119-122,共4页

在专著[1]中,钱伟长教授提出了耦合的热弹性理论的自由余能形式的哈密顿原理.但在给出该原理时,却附加了一个极强的约束条件(u_iu_i|t_1=u_iu_i|t_2),从而在很大程度上限制了该原理的应用.通过与静力学中的余能原理类比发现,如果仅从余... 在专著[1]中,钱伟长教授提出了耦合的热弹性理论的自由余能形式的哈密顿原理.但在给出该原理时,却附加了一个极强的约束条件(u_iu_i|t_1=u_iu_i|t_2),从而在很大程度上限制了该原理的应用.通过与静力学中的余能原理类比发现,如果仅从余能原理本身来看,该约束条件太强,也不必要,完全可用一较弱的条件代替.这样,耦合热弹性余能变分原理的应用范围将会更广. 展开更多

关键词 耦合热弹性 余能形式 变分原理

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耦合热弹性体的守恒积分Jb

11

作者 牛焱洲 《华北水利水电学院学报》 1992年第4期9-15,共7页

关键词 耦合热弹性 变分原理 守恒积分方程

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特种低温容器径向支撑结构热力耦合模拟分析 被引量：13

12

作者 刘康 汪荣顺 +1 位作者 石玉美 顾安忠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期457-462,共6页

对于采用环氧玻璃钢管和不锈钢管组合结构作为特种低温容器径向支撑,为了验证其低温应用安全性,根据热弹性耦合理论,利用有限元软件ANSYS对该支撑结构进行了静态载荷下的热力耦合分析,在此基础上进一步完成垂向10g冲击载荷下环氧玻璃钢... 对于采用环氧玻璃钢管和不锈钢管组合结构作为特种低温容器径向支撑,为了验证其低温应用安全性,根据热弹性耦合理论,利用有限元软件ANSYS对该支撑结构进行了静态载荷下的热力耦合分析,在此基础上进一步完成垂向10g冲击载荷下环氧玻璃钢管结构应力分析.仿真结果表明:径向常-低温大温差以及静载作用下,径向支撑结构不会出现大漏热、大应力分布情形;环氧玻璃钢管非常适合作为低温容器中承受垂向压缩载荷作用的结构隔热支撑件,即使在强冲击载荷作用下仍可以保障隔热支撑效果. 展开更多

关键词 热弹性耦合分析 支撑结构 低温容器 环氧玻璃钢管

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耦合热弹性问题的分区变分原理及其广义变分原理 被引量：4

13

作者 顾皓中 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第2期236-243,共8页

本文在文献[1]和[2]的基础上建立并论证了耦合热弹性问题的分区变分原理及其分区广义变分原理。

关键词 耦合热弹性 分区变分 广义变分

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荷载作用下多孔饱和地基的热-水-力耦合动力响应分析 被引量：4

14

作者 熊春宝 郭颖 +1 位作者 刁钰 李志 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期795-801,共7页

基于广义热弹性理论,结合达西定律,对Biot波动方程进行修正,研究了一个受到荷载作用的多孔饱和地基的热-水-力多场耦合动态响应问题。建立了多孔饱和地基在荷载作用下的热-水-力耦合模型及控制方程,该模型可退化为热弹性耦合模型。采用... 基于广义热弹性理论,结合达西定律,对Biot波动方程进行修正,研究了一个受到荷载作用的多孔饱和地基的热-水-力多场耦合动态响应问题。建立了多孔饱和地基在荷载作用下的热-水-力耦合模型及控制方程,该模型可退化为热弹性耦合模型。采用正则模态法求解,得到了问题的解析解,讨论了热-水-力耦合模型和热弹性耦合模型的区别,分析了荷载频率变化对地基中各物理量的影响。最终给出了无量纲的竖向位移、超孔隙水压力、竖向应力和温度等物理量的分布规律。 展开更多

关键词 广义热弹性理论 热松弛时间 热-水-力耦合模型 热弹性耦合模型 多孔弹性体 正则模态法

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受热冲击时球体的广义热弹性分析 被引量：2

15

作者 赵伟涛 吴九汇 +1 位作者 白宇 韩志海 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期108-113,共6页

基于具有2个热松弛时间的G-L广义热弹性理论,研究了实心球体外表面突然受到均匀热冲击时的广义热弹性问题。由于控制方程复杂,到目前为止此类问题的解析解还没有得到。文中利用拉普拉斯正、反变换技术和热冲击的瞬时特征对该问题进行求... 基于具有2个热松弛时间的G-L广义热弹性理论,研究了实心球体外表面突然受到均匀热冲击时的广义热弹性问题。由于控制方程复杂,到目前为止此类问题的解析解还没有得到。文中利用拉普拉斯正、反变换技术和热冲击的瞬时特征对该问题进行求解,最终得到了位移场和温度场的渐近表达式;通过数值计算,获得了热冲击下实心球体的位移与温度分布规律,以及热松弛时间和耦合系数对位移及温度分布的影响。结果表明:位移及温度分布中存在2个阶跃点;热松弛时间和耦合系数对位移及温度的阶跃时间、阶跃间隔和阶跃峰值均产生影响,对热冲击的作用效果也有一定的抑制作用。 展开更多

关键词 G-L广义热弹性理论 拉普拉斯变换 热松弛时间 热弹性耦合系数

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铁磁梁式板磁热弹性屈曲分析 被引量：3

16

作者 王省哲 郑晓静 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期86-90,共5页

利用铁磁介质体的磁热弹性广义变分原理和模型,以及磁弹性线性化方法和摄动技术,对铁磁 梁式薄板在磁场、温度场共同作用下的多场耦合的力学行为进行了研究,解析地分析了铁磁梁式板的 磁热弹性屈曲失稳,并给出了铁磁梁式板随外加磁场、... 利用铁磁介质体的磁热弹性广义变分原理和模型,以及磁弹性线性化方法和摄动技术,对铁磁 梁式薄板在磁场、温度场共同作用下的多场耦合的力学行为进行了研究,解析地分析了铁磁梁式板的 磁热弹性屈曲失稳,并给出了铁磁梁式板随外加磁场、温度场变化下的多场耦合稳定性特征. 展开更多

关键词 铁磁介质 梁式板 磁热弹性耦合 屈曲分析

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Mindlin矩形微板的热弹性阻尼解析解 被引量：6

17

作者 马航空 周晨阳 李世荣 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1383-1393,I0004,共12页

首次给出了四边简支的Mindlin矩形微板热弹性阻尼的解析解.基于考虑一阶剪切变形的Mindlin板理论和单向耦合热传导理论建立了微板热弹性耦合自由振动控制微分方程.忽略温度梯度在面内的变化,在上下表面绝热边界条件下求得了用变形几何... 首次给出了四边简支的Mindlin矩形微板热弹性阻尼的解析解.基于考虑一阶剪切变形的Mindlin板理论和单向耦合热传导理论建立了微板热弹性耦合自由振动控制微分方程.忽略温度梯度在面内的变化,在上下表面绝热边界条件下求得了用变形几何量表示的温度场的解析解.进一步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四阶偏微分方程.利用特征值问题之间在数学上的相似性,在四边简支条件下给出了用无阻尼Kirchhoff微板的固有频率表示的Mindlin矩形微板的复频率解析解,从而利用复频率法求得了反映热弹性阻尼水平的逆品质因子.最后,通过数值结果定量地分析了剪切变形、材料以及几何参数对热弹性阻尼的影响规律.结果表明,Mindlin板理论预测的热弹性阻尼小于Kirchhoff板理论预测的热弹性阻尼.两种理论预测的热弹性阻尼之间的差值在临界厚度附近十分显著.另外,随着微板的边/厚比增大,Mindlin微板的热弹性阻尼最大值单调增大,而Kirchhoff微板的热弹性阻尼最大值却保持不变. 展开更多

关键词 热弹性阻尼 微板谐振器 MINDLIN板理论 热弹性耦合振动 复频率

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功能梯度材料明德林矩形微板的热弹性阻尼 被引量：4

18

作者 李世荣 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1601-1612,I0003,共13页

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... 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. 展开更多

关键词 功能梯度材料 微板谐振器 热弹性阻尼 明德林板理论 热弹性耦合振动

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四边固支热磁弹性矩形薄板的分岔与混沌 被引量：3

19

作者 朱为国 白象忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期59-62,共4页

研究在温度场、机械场与电磁弹性耦合作用下四边固定支撑矩形薄板的分岔与混沌运动问题。考虑温度场的影响,推导出在横向稳恒磁场和载荷共同作用下的四边固支矩形薄板的非线性磁弹性耦合振动方程。运用Melnikov函数方法,求出该问题在Sm... 研究在温度场、机械场与电磁弹性耦合作用下四边固定支撑矩形薄板的分岔与混沌运动问题。考虑温度场的影响,推导出在横向稳恒磁场和载荷共同作用下的四边固支矩形薄板的非线性磁弹性耦合振动方程。运用Melnikov函数方法,求出该问题在Smale马蹄映射下发生混沌运动的条件解。并对其进行了数值仿真,给出了该系统的分岔图、Lyapunov指数图、位移波形图、相平面轨迹图以及Poincare截面图,讨论了温度及电磁场强度对系统运动状态的影响。由仿真结果可知,通过变化温度场和电磁参数可以使系统进入混沌运动状态,或者避免混沌运动,以实现对系统振动特性的控制。 展开更多

关键词 弹性矩形薄板 热磁弹性耦合 四边固支 Melnikov函数方法 分岔与混沌

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不完全连续三层微梁谐振器中热弹性阻尼研究 被引量：1

20

作者 冶志翔 左万里 刘璇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期849-859,共11页

基于Euler-Bernoulli梁理论和二维傅里叶热传导定律,针对两端固定约束边界条件,通过截面分割法得到不完全连续三层微梁的固有频率,利用格林函数法求解波动温度场分布函数。然后利用能量法,建立了热弹性阻尼(Thermoelastic damping,TED)... 基于Euler-Bernoulli梁理论和二维傅里叶热传导定律,针对两端固定约束边界条件,通过截面分割法得到不完全连续三层微梁的固有频率,利用格林函数法求解波动温度场分布函数。然后利用能量法,建立了热弹性阻尼(Thermoelastic damping,TED)解析模型。通过ANSYS有限元数值解与MATLAB解析解对比,验证了所建模型的正确性。结果表明:(1)TED中厚度方向的收敛速度远大于长度方向收敛速度,TED对厚度方向上的热传递更为敏感;(2)在此结构基层开槽处两端无限接近时,可以简化为完全连续微梁结构模型;(3)若微梁长恒定不变,随着开槽长度的增加,TED呈减小趋势;(4)通过基层的开槽,此结构微梁的最大弹性势能以及热能损失都会降低;(5)在基层中进行刻蚀开槽时,槽的长度与厚度的比值应取较大值。 展开更多

关键词 热弹性阻尼 开槽结构 热弹性耦合振动 微谐振器 品质因数

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