急速热冲击作用下实心球体的热弹性响应分析

基于线性热弹性理论,将修正的非傅立叶导热方程与热弹性运动方程联立,构建了急速热冲击作用下计及运动加速效应和非傅立叶效应的热弹性动力学模型.采用Laplace变换和有限汉克尔变换,推导了各向同性球形结构热弹性响应的解析解,通过计算得到了温度场、应力场的分布规律以及非傅立叶效应对热弹性响应的影响.结果表明:非傅立叶效应将加剧材料变形加速诱发的动态冲击作用,形成较常规传热更大的应力峰值,且随着热松弛时间的增大,非傅立叶效应对应力场的影响更为显著.

正交各向异性厚层压板的热弹性响应分析

对受温度场作用的正交各向异性厚层压板建立了单层的热弹性状态方程，运用现代控制理论传递求解得到温度场作用的层压板的精确热弹性响应。对典型的受沿面内正弦分布沿厚度方向线性分布的温度场作用的四边简支矩形板的精确热弹性响应进行了详细分析和求解，与国内外相关理论结果比较，令人满意。

位移模式对Cross－PLY矩形板热弹性响应的影响

本文建立了以Ｒｅｉｓｓｎｅｒ混合变分原理为基础的迭层板剪切变形理论来求解Ｃｒｏｓｓ－ＰＬＹ矩形板的热弯曲问题，用二种方式来模拟平面位移沿厚度的变化：将一阶剪切变形理论的平面位移叠加一项交错线性函数；设平面住移是分段线性连续函数。为保证层间应力的连续性，将横向剪切应力处理成厚度坐标的二次函数，温度沿厚度线性变化。通过对称及反对称Ｃｒｏｓｓ－ＰＬＹ矩形板的热应力及挠度分析比较，指出了位移模式对热弹性响应的影响。

超急速传热过程中热弹性响应的解析分析

考虑超急速传热过程中诱发的热冲击效应,基于L-S广义热弹性理论,建立了温度突变加热条件下热弹性响应的控制方程组。借助于Laplace正逆变换,在适当简化的条件下推导了一维超急速传热问题热弹性响应的解析表达式。通过对温度场、位移场及应力场的解析求解,给出了超急速传热过程中热波和热弹性波在弹性体内的传递规律,并指出在超急速传热条件下,由于热波和热弹性波的相互叠加作用削弱了热作用产生的热冲击效应。

离散多层圆筒在热冲击载荷下的弹性动力响应

离散多层圆筒由薄内筒和倾角错绕的钢带层组成,具有制造简便、成本低等优点。预测筒体在热冲击载荷下的热应力对强度设计和安全操作具有重要的应用价值。该文首次研究了离散多层圆筒在热冲击载荷作用下的热弹性动态响应。将内筒和钢带层的径向位移分别分解为满足给定应力边界条件的准静态解和满足初始条件的动态解,准静态解通过齐次线性方法确定,热弹性动态解通过有限Hankel积分变换和Laplace变换确定。根据内外层界面处位移连续条件,得到层间压力关于时间的第二类Volterra积分方程,利用Hermit二次三项式插值方法可求得该层间应力。最后将离散多层圆筒的热弹性动力响应与单层厚壁圆筒的响应进行了比较,并分析了钢带缠绕倾角和材料参数对热弹性动力响应的影响。

PP/PA共混高聚物在冲击载荷下的热粘弹性力学响应

采用Instron1342液压伺服试验机和改进的SHPB技术对2种不同相容剂和重量比的4种PP/PA共混高聚物进行了应变率在10-4～103s-1宽广范围,温度为25℃、40℃、60℃、80℃下的一维应力力学性能试验.结果表明这类共混高聚物的力学响应对温度和应变率都是敏感的.在准静态时,以PPgMAH作相容剂的PP/PA三元体系的应力幅值要高于用TPEg作界面相容剂的PP/PA三元体系,而在承受冲击载荷下,TPE-g作相容剂的PP/PA三元体系比PPgMAH作相容剂的三元体系更有韧性.而在相容剂相同的条件下,随着相容剂质量比重的增加,使得尼龙粒子分布的更加均匀,虽然降低了一定的强度,但提高了韧性.以113材料为例,由其从10-4～103s-1宽广应变率范围内,20～80℃下的试验数据为依据,以“朱—王—唐”非线性粘弹性本构方程来描述这类PP/PA共混高聚物的力学响应,并拟合得到了其热粘弹性本构参数,理论预言与实验结果在应变小于7%时吻合良好.

PP/PA共混高聚物在高应变率下的热粘弹性本构关系和时温等效性

采用Instron1342电液伺服试验机和改进的SHPB技术对以113材料为例的PP/PA共混高聚物进行了应变率在10-4～103s-1宽广范围,温度为25、40、60、80℃下的一维应力力学性能试验。结果表明,这类共混高聚物的力学响应对温度和应变率都是敏感的。以朱-王-唐非线性粘弹性本构方程来描述这类PP/PA共混高聚物的力学响应,并拟合得到了其热粘弹性本构参数,理论预言与试验结果在应变小于7%时吻合良好。对113材料20～80℃温度范围内不同应变率下的试验结果进行分析,证明PP/PA共混高聚物存在率温等效关系,提高温度和增加作用时间(减小应变率)的效果相当,反之,降低温度与减少作用时间(提高应变率)的效果相当。通过引入量纲一参量Z,使应变率.ε、温度T这2个参量归结为统一的Z参量,从而得到了体现时温等效性的统一曲线。