工程中大量材料的形變介于彈性與黏性之間,既具有彈性固體特性,又具有黏性流體特點(diǎn),即為黏彈性.黏彈性使得材料出現(xiàn)很多力學(xué)松弛現(xiàn)象,如應(yīng)變松弛、滯后損耗等行為.在研究受熱載荷作用的多場耦合問題的瞬態(tài)響應(yīng)時,考慮此類問題中的熱松弛和應(yīng)變松弛現(xiàn)象,對準(zhǔn)確描述其瞬態(tài)響應(yīng)尤為重要.針對廣義壓電熱彈問題的瞬態(tài)響應(yīng),盡管已有學(xué)者建立了考慮熱松弛的廣義壓電熱彈模型,但迄今,尚未計入應(yīng)變松弛.本文中,考慮到材料變形時的應(yīng)變松弛,通過引入應(yīng)變率,在Chandrasekharaiah廣義壓電熱彈理論的基礎(chǔ)之上,經(jīng)拓展,建立了考慮應(yīng)變率的廣義壓電熱彈理論.借助熱力學(xué)定律,給出了理論的建立過程并得到了相應(yīng)的狀態(tài)方程及控制方程.在本構(gòu)方程中,引入了應(yīng)變松弛時間與應(yīng)變率的乘積項,同時,分別在本構(gòu)方程和能量方程中引入了熱松弛時間因子.其后,該理論被用于研究受移動熱源作用的壓電熱彈一維問題的動態(tài)響應(yīng)問題.采用拉普拉斯變換及其數(shù)值反變換,對問題進(jìn)行了求解,得到了不同應(yīng)變松弛時間和熱源移動速度下的瞬態(tài)響應(yīng),即無量綱溫度、位移、應(yīng)力和電勢的分布規(guī)律,并重點(diǎn)考察了應(yīng)變率對各物理量的影響效應(yīng),將結(jié)果以圖形形式進(jìn)行了表示.結(jié)果表明:... 

【文章來源】：力學(xué)學(xué)報. 2020,52(05)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

移動熱源作用下的壓電桿

圖2和圖3顯示無量綱溫度分布規(guī)律.可以看到,同樣的熱源移動速度下,溫度的峰值隨著τ0的增大向左側(cè)移動并且減小.因為左側(cè)有移動熱源的作用,溫度從非零值到達(dá)峰值而后逐漸趨于零.同樣的遲滯因子下,溫度會隨著熱源速度的增大而降低因為一段時間內(nèi)熱源釋放的能量是不變的,導(dǎo)致分配到單位桿長上的能量會隨著熱源速度的增大而減小.每一溫度分布曲線遵循如下規(guī)律:從零開始迅速增加到峰值,然后持續(xù)降低趨近于零.圖3 無量綱溫度(ν=3)

圖2 無量綱溫度(ν=2)圖4和圖5顯示無量綱應(yīng)力的分布規(guī)律.可以看出桿中出現(xiàn)的是壓應(yīng)力,這是由于熱膨脹和固定端的緣故.在同一熱源速度下,應(yīng)力峰值絕對值會隨著τ0的增加而增加,在同樣的遲滯因子下,應(yīng)力峰值會隨著熱源速度的增大而下降.每一應(yīng)力分布曲線遵循以下規(guī)律:應(yīng)力緩慢增大到達(dá)峰值而后持續(xù)降低趨近于零.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]短脈沖激光加熱分?jǐn)?shù)階導(dǎo)熱及其熱應(yīng)力研究[J]. 許光映,王晉寶,薛大文.  力學(xué)學(xué)報. 2020(02)
[2]考慮非局部效應(yīng)和記憶依賴微分的廣義熱彈問題[J]. 張培,何天虎.  力學(xué)學(xué)報. 2018(03)



本文編號：3479334