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焊接热循环非线性温度场分析及热模拟研究

西安交通大学学报 2001年第4期34卷 411-415页

作者：段权张新国李志军程光旭西安交通大学环境与化学工程学院西安710049

为了更好地研究材料的损伤行为 ,对焊接接头温度场进行了非线性分析和模拟 .利用有限元方法 ,对焊接接头的非线性热传导问题进行分析 ,得到了焊接热循环曲线 .非线性数值分析表明 ,焊接保温时间缩短 ,温度场梯度增大 ,焊接热循环过程温... 详细信息

为了更好地研究材料的损伤行为 ,对焊接接头温度场进行了非线性分析和模拟 .利用有限元方法 ,对焊接接头的非线性热传导问题进行分析 ,得到了焊接热循环曲线 .非线性数值分析表明 ,焊接保温时间缩短 ,温度场梯度增大 ,焊接热循环过程温度变化剧烈 ,在金属相变温度附近采用经典线性方法其结果偏差较大 ,因此必须考虑材料热传导参数的非线性特征 .由于焊接热模拟试样的组织均匀度大 ,因此可以考虑使用焊接热模拟试样代替实际焊接接头进行材料的力学性能研究 .焊接热模拟实验和实际焊接过程的金相分析表明 ,所提出的非线性有限元分析方法。

关键词：焊接接头非线性温度场数值分析热模拟实验热循环过程有限元法热传导

电磁约束成形定向凝固过程的非线性温度场分析

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西北工业大学学报 1999年第B12期17卷 102-106页

作者：陈凤明李金山等西北工业大学

综合考虑试样的抽拉运动，试样内部固液两相共存且物性有差异，以及表面的幅射换热等因素，针对圆棒试样，建立了电磁约束成形定向凝固过程中试样内部非线性温度场的有限元分析模型，并计算出给定实验工艺条件下试样内固液界面的位置、... 详细信息

综合考虑试样的抽拉运动，试样内部固液两相共存且物性有差异，以及表面的幅射换热等因素，针对圆棒试样，建立了电磁约束成形定向凝固过程中试样内部非线性温度场的有限元分析模型，并计算出给定实验工艺条件下试样内固液界面的位置、液柱高度以及试样内部温度分布。计算结果和实验结果吻合，证明了本文所建模型和算法正确可靠，可用于电磁约束成形定向凝固工艺的参数设计，指导实验和生产。

关键词：电磁约束成形定向凝固非线性温度场有限元分析感生电流参数设计无模铸造

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TEC结构的三维非线性瞬态温度场分析

计算力学学报 2012年第1期29卷 25-30页

作者：高薪蕙邓忠民王静涛北京航空航天大学宇航学院北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

热电制冷器(TEC)以其体积小、作用速度快及无噪音等机械制冷无法替代的优点在航空航天和电子工业等领域得到了越来越广泛的应用。本文根据TEC的导热特点,推导了TEC结构稳态温度场的解析解,建立了其瞬态非线性温度场分析的微分方程。利... 详细信息

热电制冷器(TEC)以其体积小、作用速度快及无噪音等机械制冷无法替代的优点在航空航天和电子工业等领域得到了越来越广泛的应用。本文根据TEC的导热特点,推导了TEC结构稳态温度场的解析解,建立了其瞬态非线性温度场分析的微分方程。利用伽辽金法导出TEC结构热分析的有限元方程,对非线性热分析的有限元方程进行了求解,得到了TEC的稳态温度场和瞬态响应温度场。算例结果表明,本文提出的TEC结构热分析有限元模型具有较高的精度,能够有效地分析TEC的非线性瞬态温度场。

关键词：热电制冷器帕尔贴效应非线性温度场有限单元法

无网格法在青藏铁路路基温度场非线性分析中的应用研究

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铁道学报 2009年第3期31卷 122-126页

作者：高志华曾辉辉金龙李双洋长安大学建筑工程学院陕西西安710061 中铁西北科学研究院有限公司甘肃兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

基于最小二乘法的无网格伽辽金法只需要节点信息而不需要单元信息,这对求解带相变的温度场这种有移动边界的非线性问题非常有利。在寒冷地区,冻融现象经常发生,因此在寒区路基传热计算中,必须考虑相变问题。本文采用无网格方法对青藏铁... 详细信息

基于最小二乘法的无网格伽辽金法只需要节点信息而不需要单元信息,这对求解带相变的温度场这种有移动边界的非线性问题非常有利。在寒冷地区,冻融现象经常发生,因此在寒区路基传热计算中,必须考虑相变问题。本文采用无网格方法对青藏铁路一试验段路基中温度场的非线性问题进行研究。计算中,用焓法来考虑相变问题,用Lagrange乘子法施加本征边界条件,利用FORTRAN语言编写无网格法程序求得数值解。通过与实测值及有限元法得出的解相比较,结果表明:与有限元法相比较,无网格法具有所得数值解更接近实测值、收敛速度快、前后处理简单等优越性,是一种在实际工程非线性温度场计算中值得研究的方法。

关键词：非线性温度场青藏铁路无网格伽辽金法(EFGM) Lagrange乘子法

非线性温度场下功能梯度石墨烯增强多孔薄板的自由振动

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国防科技大学学报 2024年

作者：陈晨周利霖李道奎杜东海国防科技大学空天科学学院空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室中国民用航空飞行学院

针对功能梯度石墨烯增强(functionally graded graphene platelets-reinforced， FG-GPL)多孔薄板在热环境下的振动特性开展研究。基于材料微观力学模型和改进的一阶剪切板理论，在非线性温度场下，建立了FG-GPL多孔薄板的热振动控制方... 详细信息

针对功能梯度石墨烯增强(functionally graded graphene platelets-reinforced， FG-GPL)多孔薄板在热环境下的振动特性开展研究。基于材料微观力学模型和改进的一阶剪切板理论，在非线性温度场下，建立了FG-GPL多孔薄板的热振动控制方程；使用状态空间法解析求解了固有频率；验证了解的正确性与精度，研究了热环境和材料分布方式各自及其组合对频率的影响，并着重分析了最适用于高温环境的材料分布参数。并给出不同温度梯度时，使板频率最高的材料参数组合。研究发现，通过在高温面设置更多孔隙、在板的上下两侧对称添加石墨烯的方式，能使板保持较高且稳定固有频率。

关键词：功能梯度石墨烯增强多孔材料非线性温度场改进的一阶剪切板状态空间法振动

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周期性气候条件下路面结构体温度场模拟研究

地下空间与工程学报 2007年第z1期3卷 1378-1381页

作者：易富梁冰薛强刘建华辽宁工程技术大学阜新123000 中科院武汉岩土力学研究所

温度和荷载的共同作用导致了路面结构体的破坏,准确把握路面结构体的温度变化状况是深入分析路面破坏演化规律的前提。基于沥青混凝土为温度敏感性材料的这一特性,认为路面结构体材料的导热系数为温度的函数,建立了日周期变化外界环境... 详细信息

温度和荷载的共同作用导致了路面结构体的破坏,准确把握路面结构体的温度变化状况是深入分析路面破坏演化规律的前提。基于沥青混凝土为温度敏感性材料的这一特性,认为路面结构体材料的导热系数为温度的函数,建立了日周期变化外界环境作用下路面结构体温度场的非线性模型,并对其进行数值模拟。计算结果表明:考虑路面材料的变导热系数更能准确把握路面结构体的温度分布状况,日变化的外界温度对路面结构体温度场影响在有限的深度范围内(50cm),而面层范围内(15cm)是温度变化最剧烈的区域。

关键词：路面结构体变导热系数非线性温度场日周期性变化

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压电梯度板壳结构热电弹耦合建模与仿真

西北工业大学学报 2023年第5期41卷 960-968页

作者：王雄陈倩黄钟童薛婷张顺琦榆林学院能源工程学院陕西榆林719000 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 西北工业大学机电学院陕西西安710072

相比于复材层合结构,功能梯度材料不但能提供良好的比刚度,而且降低了分层损伤风险,结构梯度化是高性能结构发展的趋势。针对热电弹耦合下压电梯度结构,基于一阶剪切变形假设,构建了非线性温度梯度耦合下的压电梯度薄壁结构板壳有限元模... 详细信息

相比于复材层合结构,功能梯度材料不但能提供良好的比刚度,而且降低了分层损伤风险,结构梯度化是高性能结构发展的趋势。针对热电弹耦合下压电梯度结构,基于一阶剪切变形假设,构建了非线性温度梯度耦合下的压电梯度薄壁结构板壳有限元模型,实现高效的压电梯度结构“热-电-弹”耦合数值模拟。推导了压电梯度材料的“热-电-弹”耦合本构模型;假设温度梯度沿厚度方向呈二次变化,构建了2种非线性温度变化物理模型;基于一阶剪切变形假设,推导了多物理场耦合下的板壳有限元方程;采用商业有限元计算结构对本模型的准确性进行了验证,对压电梯度壳体结构进行了参数化仿真。

关键词：梯度结构智能结构多物理场耦合非线性温度场热电弹耦合

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热态沥青混合料压实过程变形特性研究

热态沥青混合料压实过程变形特性研究

作者：陈骁长沙理工大学

学位级别：硕士

沥青路面具有优越的路用性能,得到了广泛的使用,路面的压实被认为是影响沥青路面耐久性最重要因素之一,为了保证路面的有效压实,需要在深入分析压实过程沥青混合料的材料特性的基础上,得到其压缩位移随荷载和时间的变化关系。本文通过B... 详细信息

沥青路面具有优越的路用性能,得到了广泛的使用,路面的压实被认为是影响沥青路面耐久性最重要因素之一,为了保证路面的有效压实,需要在深入分析压实过程沥青混合料的材料特性的基础上,得到其压缩位移随荷载和时间的变化关系。本文通过Brookfield旋转粘度对沥青材料的流变性能进行了分析,并推导出沥青粘度与其混合料劲度模量的关系式。关于材料的本构模型理论的研究,在工程上通常运用半经验方法,该法以材料的某些力学试验为基础,结合基本力学原理和理论,来表述一定条件下的材料性能;文中通过大量沥青混合料的MTS压缩试验和SGC旋转压实试验,运用粘弹塑性理论的基本原理和方法,建立热态沥青混合料的粘弹塑性本构关系;以MTS试验结果,运用Origin6.0软件进行了大量的数据拟合,得到模型材料参数。分析了振动压路机与沥青混合料的压实机理,并建立了振动力学模型和运动方程。对沥青混合料现场压实进行了非线性温度场的理论分析,并根据温度降规律进行了有效碾压时间计算。在上述试验和分析的基础上,依托ANSYS有限元计算软件,采用蠕变材料属性,通过对MTS试验结果进行非线性的拟合和最小二乘估计法相结合,得到蠕变材料参数c , c, c, c。文中对振动压路机的两个临界状态进行了沥青路面压实过程的模拟研究,计算了荷载作用下路面的力学响应,并进行了变荷载和变弹性模量随时间的变化的敏感性分析。

关键词：沥青混合料旋转粘度粘弹塑性振动压实 MTS试验非线性温度场有效碾压时间有限元法

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桥面铺装层中钢纤维混凝土应用技术研究

桥面铺装层中钢纤维混凝土应用技术研究

作者：禹雷郑州大学

学位级别：硕士

目前我国公路桥梁的桥面铺装层普遍采用普通混凝土，由于交通量和重型车辆日益增加，铺装层破损较为严重，维修周期也越来越短。有的甚至通车不久就出现纵、横向和斜向裂缝、坑洞、裂纹、起皮等病害。这不仅妨碍交通安全，影响桥面的美... 详细信息

目前我国公路桥梁的桥面铺装层普遍采用普通混凝土，由于交通量和重型车辆日益增加，铺装层破损较为严重，维修周期也越来越短。有的甚至通车不久就出现纵、横向和斜向裂缝、坑洞、裂纹、起皮等病害。这不仅妨碍交通安全，影响桥面的美观性，也造成较大的经济损失。钢纤维混凝土作为一种性能优良的建筑材料，具有良好的抗裂性、弯曲韧性、耐冲击等性能，因此在桥梁、隧道工程中具有较好的应用前景。虽然钢纤维混凝土克服了普通混凝土的许多缺点和不足，但由于的较高造价影响钢纤维混凝土的进一步推广应用。本文结合南阳白河特大桥铺装层实际工程，对钢纤维混凝土的施工配合比、材料性能及桥面铺装层结构的温度场力学特性进行较为系统的研究，取得的主要研究成果如下： 1．对两种不同钢纤维类型和五种不同钢纤维体积率的混凝土配合比进行初步设计，在此基础上，通过对这些配合比的钢纤维混凝土的抗压、劈拉、抗折、抗剪及弹性模量等性能试验研究，分析钢纤维种类、不同钢纤维体积率对其材料性能的影响，并用模糊综合评判法对配合比方案及结果进行评判，从而确定最优施工配合比。为该桥面铺装结构工程中钢纤维混凝土施工配合比提供可靠的直接技术依据。 2．通过非线性温度场的三维有限元分析，借助大型通用有限元计算软件，通过有限元计算得出相应的铺装层温度计算模型及应力计算结果。本文的研究成果为在该桥面铺装工程中推广应用钢纤维混凝土材料提供了直接的技术依据，不仅具有较高的应用价值，而且对同类工程实践也具有重要的参考意义与理论依据。

关键词：钢纤维混凝土体积率配合比模糊综合评判有限元非线性温度场