發(fā)布時間：2021-03-21 14:55

　　經(jīng)典的熱傳導理論表明,無論熱傳導機制發(fā)生什么變化,它都應遵守傅里葉定律并以無限大的速度傳播。對于常規(guī)穩(wěn)態(tài)熱傳導,傅立葉定律足夠精確,足以描述熱通量和溫度梯度之間的關(guān)系。但是,在某些瞬時情況下,其適用性令人懷疑。為了克服基于經(jīng)典熱傳導理論的熱以無限大的速度在介質(zhì)中傳播的悖論并描繪出熱傳導的波動性,學者們建立起了非傅立葉熱傳導定律。實際上,熱傳導將不可避免地引起溫度變化并在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生熱應力。因此,分析結(jié)構(gòu)在熱環(huán)境中的熱彈性耦合響應尤為重要,這是預測結(jié)構(gòu)是否可以安全運行的必不可少的方法。學者們提出了幾種描述瞬態(tài)熱彈性響應的理論,通常被稱為廣義熱彈性理論。使用這些理論,可以考慮極端溫度環(huán)境下結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)響應。Lord和Shulman建立了L-S廣義熱彈性理論。Green和Lindsay建立了G–L廣義熱彈性理論。Green和Naghdi在熵平衡方程和能量平衡的基礎(chǔ)上提出了不耗能的G–N廣義熱彈性理論。以上三種理論可以描述熱波效應以及溫度場與變形場之間的耦合效應。為描述壓電材料的熱彈行為,Mindlin建立了經(jīng)典熱壓電理論,研究了熱壓電板的熱彈行為,Chandrasekharaiah基于熱力學定律... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

移動熱源作用下的壓電桿

碩士學位論文27*****00000e,e,e,e,exxxxx(3.9)其中，,,,,是廣義的材料特性參數(shù)，00000,,,,均為常數(shù)，是任意的非均勻性指標。Qx,t非高斯激光脈沖束加熱圖3.1非高斯激光束加熱的半空間示意圖對于由銅材料制成的半空間x0，基于考慮應變率的廣義熱彈性理論來進行研究。半空間最初是靜態(tài)的，并且邊界受到脈沖寬度為2ps的非高斯激光束的照射，如公式(3.7)所示。在計算中，考慮了材料特性參數(shù)隨材料坐標的變化。為簡化起見，半空間模型如圖3-1所示，并且研究的重點是一維情況。在圖3-1中，除模型的左側(cè)外，其他三個側(cè)面均假定為隔熱。沿x方向的尺寸遠大于沿y方向的尺寸，即xyLL。位移分量：,,0,0xyzuuxtuu(3.10)應變分量：,xxuxtx(3.11)運動方程：22232,,02022,1122xxxuuuuutxxtxxttxxt(3.12)能量方程：2232,x2002E12uuTCQxxxtxttt(3.13)本構(gòu)方程：2012xxuuxxtt(3.14)

考慮應變率的廣義壓電熱彈理論及其應用323220101101011113220202202022110516-1+1+1+1+1+-1+1+1+1+110+1sssssussMsssssussMsMbsM(3.52)1u和2u的表達式可以通過在MATLAB中求解方程(3.51)和(3.52)來求出。到目前為止，已經(jīng)獲得了該問題在拉普拉斯變換域中的解。3.5拉普拉斯反變換為了獲得問題在時域中的解，需要將獲得的無量綱溫度，位移和應力的解從拉普拉斯域反變換成時域。不幸的是，在拉普拉斯域中獲得的解太復雜而無法進行反變換。因此，數(shù)值方法將是獲得時域解的更好方法。在這里，我們采用由Brancik提供的在Matlab語言環(huán)境中進行Laplace變換的快速數(shù)值反變換的程序。3.6算例及討論本文求解過程中選用銅質(zhì)材料來計算，相應的特性參數(shù)如下：10210251001111300112007.7610Nm,3.8610Nm1.7810K=383.1JkgK,8954kgm110,0.50.01,2.0=293tEap386WmK,CLJmRm,bmtpsTK在計算過程中，考慮兩種情形：第一，保持功能梯度參數(shù)不變，考慮三種不同應變遲滯因子對各物理量的影響規(guī)律,如圖3.2(a)-3.2(c);圖3.2(a)無量綱溫度


本文編號：3093060