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考虑热松弛的热弹耦合二维问题的有限元法

工程力学 2011年第12期28卷 1-6页

作者：何天虎关明智兰州理工大学理学院甘肃兰州730050 兰州大学力学系甘肃兰州730000 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 中国科学院研究生院北京100049

为了解决利用积分变换方法在求解Lord-Shulman(L-S)型广义热弹性耦合二维问题时由于数值反变换所引起的计算精度降低的问题,该文采用新近被应用的直接有限元方法,求解了基于L-S型广义热弹性理论的半无限大体受热冲击作用的动态响应问题... 详细信息

为了解决利用积分变换方法在求解Lord-Shulman(L-S)型广义热弹性耦合二维问题时由于数值反变换所引起的计算精度降低的问题,该文采用新近被应用的直接有限元方法,求解了基于L-S型广义热弹性理论的半无限大体受热冲击作用的动态响应问题,结果表明,该方法对求解L-S型广义热弹性耦合二维问题具有很高的精度。该文给出了L-S型广义热弹性理论下的热弹耦合的控制方程,建立了L-S型的广义热弹性问题的虚位移原理,推导得到了相应的有限元方程。经计算得到了半无限大体中无量纲温度、位移及应力的分布规律,从温度分布图上可以清晰地观察到热波波前的特有属性,即热波波前处存在温度突变。

关键词：广义热弹性理论热冲击热波有限元热弹耦合

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无限长旋转圆柱中的广义磁热弹耦合效应

工程力学 2009年第8期26卷 210-215页

作者：何天虎关明智兰州理工大学理学院甘肃兰州730050

应用Lord-Shulman(L-S)和Green-Lindsay(G-L)广义热弹性理论,研究了一旋转的无限长的理想圆柱导体的电磁热弹耦合问题。给出了介质中的Maxwell方程组,建立了L-S型和G-L型统一的广义的电磁热弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯变换和数值反... 详细信息

应用Lord-Shulman(L-S)和Green-Lindsay(G-L)广义热弹性理论,研究了一旋转的无限长的理想圆柱导体的电磁热弹耦合问题。给出了介质中的Maxwell方程组,建立了L-S型和G-L型统一的广义的电磁热弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯变换和数值反变换技术对问题进行求解,得到了瞬态热冲击作用下旋转的无限长圆柱中的温度、应力、位移、感应的磁场和感应的电场的分布规律。结果表明:介质呈现出热的波动性和电磁热弹耦合效应,由于旋转,位移、应力、感应磁场、感应电场的幅值有明显提高,而旋转对温度影响不大。

关键词：广义热弹性理论电磁热弹耦合拉普拉斯变换圆柱体旋转效应贝塞尔函数

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直接有限元法求解广义磁热弹二维旋转问题

固体力学学报 2011年第2期32卷 203-209页

作者：何天虎关明智兰州理工大学理学院兰州730050

为了验证直接有限元法求解广义磁热弹耦合旋转问题的有效性及准确性,该文基于Lord和Shulman(L-S)广义热弹性理论,采用直接有限元方法,求解了置于磁场中的旋转半无限大体受热冲击作用的动态响应问题.文中给出了L-S型广义磁热弹耦合旋转... 详细信息

为了验证直接有限元法求解广义磁热弹耦合旋转问题的有效性及准确性,该文基于Lord和Shulman(L-S)广义热弹性理论,采用直接有限元方法,求解了置于磁场中的旋转半无限大体受热冲击作用的动态响应问题.文中给出了L-S型广义磁热弹耦合旋转问题的控制方程,建立了L-S型广义磁热弹旋转问题的虚位移原理,推导得到了相应的有限元方程.通过求解有限元方程,得到了半无限大体中无量纲温度、无量纲位移、无量纲应力及无量纲磁场的分布规律,从温度分布图上可以清晰地观察到热波波前的特有属性,即热波波前处存在明显的温度突变.同时,由于旋转效应,位移、应力、感应磁场的幅值有不同程度的降低,而旋转对温度几乎没有影响.结果表明,采用直接有限元法求解L-S型广义磁热弹性耦合的二维旋转问题是十分有效和准确的.

关键词：有限元法虚位移原理旋转效应 L-S广义热弹性理论磁热弹耦合

液氮低温环境下电阻应变片测试性能的试验研究

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工程力学 2012年第11期29卷 350-354页

作者：关明智王省哲马力祯辛灿杰兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室土木工程与力学学院甘肃兰州730000 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

分别采用低温电阻应变片及拉线式位移传感器的电测技术,该文开展了液氮浸泡下的悬臂梁结构在静载条件下的应变测量。对两种实验测试结果和理论分析结果进行了对比和精度分析,给出了相应的实验标定曲线,并探讨了测量过程中应变片粘接、... 详细信息

分别采用低温电阻应变片及拉线式位移传感器的电测技术,该文开展了液氮浸泡下的悬臂梁结构在静载条件下的应变测量。对两种实验测试结果和理论分析结果进行了对比和精度分析,给出了相应的实验标定曲线,并探讨了测量过程中应变片粘接、电桥连接方式、液氮冷却和数据采集对实验结果精度的影响因素等。结果表明:在采用温度补偿和应变片的正确粘贴和良好固化情形下,低温应变片能够在液氮低温区给出较高精度的应变测量;拉线式位移传感器几乎不受低温的影响,测量简单易行。相关技术和结果将为中科院近代物理研究所自主研制的兰州潘宁离子阱7T超导磁体的低温下应变测量提供方法和指导。

关键词：应变测量低温电阻应变片液氮冷却无线信号采集位移传感器

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广义磁热弹介质的动态响应分析

广义磁热弹介质的动态响应分析

作者：关明智兰州理工大学

学位级别：硕士

经典传热学理论中描述温度场的控制方程,是一个扩散型方程,由于该方程固有的属性,导致了热在介质中是以无限大的速度进行传播的,但这与实验观测不相符合。在瞬态传热下,传热学中描述热流密度与温度梯度之间关系的Fourier定律不再适用。... 详细信息

经典传热学理论中描述温度场的控制方程,是一个扩散型方程,由于该方程固有的属性,导致了热在介质中是以无限大的速度进行传播的,但这与实验观测不相符合。在瞬态传热下,传热学中描述热流密度与温度梯度之间关系的Fourier定律不再适用。为了弥补经典传热学理论的不足,学者们建立起了广义的热弹性理论来描述热的波动效应。其中,Lord和Shulman(L-S)在热流与温度梯度的关系中考虑了热流率项,而Green和Lindsay(G-L)分别在本构方程和能量守恒方程中各引入一个松弛时间因子,热传导方程中考虑了温度的变化率,建立了广义热弹性理论,这两种理论都能表征热扰动以有限的速度在介质中传播,显示固体中的次声效应。本文基于广义传热学理论,运用拉普拉斯积分变换及其数值反变换研究了半无限长旋转杆、无限长旋转圆柱体的磁-热-弹耦合的动态响应问题;运用直接有限元法研究了广义热弹性耦合的一维和二维问题及其磁热弹旋转问题。文中首先分析了半无限长旋转杆受瞬态热冲击作用的广义的磁热弹耦合问题;其次研究了无限长旋转圆柱体受瞬态热冲击作用的磁热弹耦合问题;最后运用了直接有限元法对广义磁热弹耦合及其旋转问题进行了求解。在讨论考虑旋转效应时,分别就半无限长杆和无限长圆柱体在处于外加磁场时的动态响应进行了研究;在运用直接有限元法求解问题时,分别就窄条板的一维问题、半无限大体的二维问题及其二维磁热弹旋转情况下的动态响应进行了研究。在研究半无限长旋转杆置于外加磁场中,在其端部受到瞬态热冲击作用的边值问题时,建立了L-S型的广义磁热弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯积分变换和数值反变换技术对问题进行了求解,得到了瞬态热冲击作用下半无限长旋转的杆件中的无量纲温度、无量纲应力、无量纲位移、无量纲感应的电磁场的分布规律。可以看出,介质呈现出热的波动性和电磁热弹耦合效应,由于考虑旋转效应,位移、应力和感应电磁场有明显提高,而旋转对温度几乎没有影响。在分析无限长旋转圆柱体置于外加磁场中,其圆柱体表面受到瞬态热冲击作用时的磁热弹耦合问题时,通过引入适当的参数将L-S和G-L两种广义热弹耦合理论表示为统一的形式,建立了统一的广义磁热弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯积分变换和数值反变换技术对问题进行了求解,得到了无量纲温度、无量纲应力、无量纲位移及无量纲感应磁场和感应的电场的分布规律,从分布图上可以看出热的波动性及磁热弹的耦合效应,并且发现旋转效应对无量纲温度几乎没有影响,而使得无量纲位移、无量纲应力和无量纲感应电磁场有明显的提高。为了避免积分变换方法在求解Lord-Shulman(L-S)型广义热弹性耦合问题时由于数值反变换所引起的计算精度降低的问题,应用直接有限元方法,求解了基于L-S型广义热弹性理论的窄条板、半无限大体和置于磁场的旋转半无限大体受热冲击作用的动态响应问题,给出了L-S型广义热弹性理论下的磁热弹耦合的控制方程,建立了L-S型的广义热弹性问题的虚位移原理,推导得到了相应的有限元方程。得到了无量纲温度、无量纲位移、无量纲应力及无量纲感应磁场的分布规律,从温度分布图上可以清晰地观察到热波波前的特有属性,即热波波前处存在明显的温度的突变。而从其他各物理量分布图上我们可以看出热的波动性及磁热弹的耦合效应,并且发现旋转效应使得无量纲位移、无量纲应力和无量纲感应电磁场有一定的减小,对无量纲温度几乎没有影响。

关键词：广义热弹性理论磁热弹耦合热松弛时间旋转热波拉普拉斯变换有限元法

极端低/变温环境下光纤布拉格光栅温度传感性能研究

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低温与超导 2023年第3期51卷 1-6,26页

作者：张鹏年关明智兰州大学土木工程与力学学院兰州730000 先进能源科学与技术广东省实验室惠州516000 中国科学院近代物理研究所兰州730000

将光纤布拉格光栅(FBG)传感器封装于特定的增敏材料中来提高低温灵敏度,在极端低/变温环境中开展了不同增敏工艺的FBG温度传感器实验研究。结果表明:采用合适增敏工艺的FBG温度传感器可用于极端环境(<77 K)的温度检测。

关键词：灵敏度低/变温 FBG 温度传感器

高温超导带材低/变温疲劳性能测试系统的研制

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工程力学 2020年第11期37卷 248-256页

作者：潘远洲何天虎辛灿杰关明智兰州理工大学理学院甘肃兰州730050 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

实用化高温超导带材(如Bi系与ReBCO高温超导复合带材)在高磁场下拥有较高的临界电流密度、宽泛的温度裕度、较强的抗粒子辐照能力及良好的机械特性,因此这类材料在加速器超导磁体系统、高场超导磁体、超导电力等方面表现出巨大的应用潜... 详细信息

实用化高温超导带材(如Bi系与ReBCO高温超导复合带材)在高磁场下拥有较高的临界电流密度、宽泛的温度裕度、较强的抗粒子辐照能力及良好的机械特性,因此这类材料在加速器超导磁体系统、高场超导磁体、超导电力等方面表现出巨大的应用潜力。而作为典型的多层功能复合性材料,虽然高强度的基底层增强了高温超导带材拉伸强度,使其在强磁场、高载流条件下可以承受很高的应力,在其加工与运行过程中,不可避免地受到多种疲劳载荷的作用,从而其临界载流能力会显著地降低,进一步,会造成相应高温超导装置功能性难以达到设计标准等。该文介绍一种自主研制的高温超导带材低/变温疲劳性能测试系统,基于该测试系统:一方面,可以实现对高温超导材料在低/变温、疲劳载荷等环境下力学、热学等宏观参数的实验表征研究;另一方面,可以对高温超导材料开展低温疲劳载荷环境下力-电弱化等临界特性的实验研究。利用所研制的低/变温疲劳性能测试系统,对受拉-压疲劳荷载下的YBCO超导带材的力学行为、载流特性开展了初步的实验研究,并分析了应力比、温度等外部环境因素对实验结果的影响规律等。结果表明:在相同的疲劳次数的情况下,YBCO超导带材的力学性能及载流特性与其应力比成明显的非线性关系。该测试系统的成功研制将为中国粒子加速器用高温超导磁体的设计与研发提供基础测试平台。

关键词：高温超导带材低温疲劳测试系统力学特性载流特性应力比

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叶传蕙教授治疗肾病用药特色

新中医 1997年第12期29卷 10-12页

作者：郭立中关明智毛炜广东省中医院成都中医药大学

叶传蕙教授治疗肾病用药特色郭立中关明智毛炜叶传蕙，女，６１岁。教授、主任医师、博士生导师。曾任成都中医药大学附属医院业务院长、内科主任等职。现任成都中医药大学急重症研究室主任，中国中西医结合学会肾脏病专业委员... 详细信息

叶传蕙教授治疗肾病用药特色郭立中关明智毛炜叶传蕙，女，６１岁。教授、主任医师、博士生导师。曾任成都中医药大学附属医院业务院长、内科主任等职。现任成都中医药大学急重症研究室主任，中国中西医结合学会肾脏病专业委员会副主任委员及急救医学专业委员会委...

关键词：肾疾病中医药疗法叶传蕙

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无限长旋转圆柱体的广义热弹耦合问题

兰州理工大学学报 2009年第1期35卷 168-172页

作者：何天虎关明智兰州理工大学理学院甘肃兰州730050

应用Lord和Shulman(L-S)广义热弹性理论,研究无限长旋转圆柱体的热弹耦合问题.建立L-S型广义的热弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯积分变换及其数值反变换技术对问题进行求解,得到瞬态热冲击作用下无限长旋转圆柱体中的温度、应力、位移... 详细信息

应用Lord和Shulman(L-S)广义热弹性理论,研究无限长旋转圆柱体的热弹耦合问题.建立L-S型广义的热弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯积分变换及其数值反变换技术对问题进行求解,得到瞬态热冲击作用下无限长旋转圆柱体中的温度、应力、位移的分布规律.从其分布图上可以看出,介质中呈现出热的波动性和热弹耦合效应,由于旋转效应,位移、应力的幅值有明显提高,而旋转对温度几乎没有影响.

关键词：圆柱体广义热弹性理论热弹耦合旋转效应