许杨健
,
涂代惠
,
姜鲁珍
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.03.020
用有限元和辛普生法,研究了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的梯度功能材料板的瞬态热应力问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的瞬态热应力场分布.结果表明:材料组分的分布形状系数M、对流换热系数和环境介质温度的变化对该材料板的瞬态热应力场分布均有明显的影响;在本研究相同条件下,该材料无限自由长板在金属和陶瓷附近板内为压应力,而在板中部为拉应力.此结果为该材料的设计制备提供了准确的理论计算依据.
关键词:
梯度功能材料板
,
瞬态热应力
,
对流换热边界
,
有限元法
,
辛普生法
许杨健
,
涂代惠
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2004.06.009
用有限元法研究了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的梯度功能材料板的稳态热应力问题,检验了研究方法的正确性,给出了不同力学边界条件下该材料板的稳态热应力场分布.结果表明:无限自由长板内的热应力最小;当无限长板只能伸长、不能弯曲时,板内稳态拉应力最大,比无限自由长板时板内最大拉应力增大6.1倍;当无限长板的伸长、弯曲受限时,板内的压应力最大,比无限自由长板时板内最大压应力增大12.0倍;此外,材料组分形状分布系数M、对流换热系数、环境介质温度和孔隙度的变化对不同力学边界条件下该材料板稳态热应力场的影响显著.此结果为该材料的设计和应用提供了准确的理论计算依据.
关键词:
梯度功能材料板
,
稳态热应力
,
力学边界
,
对流换热边界
,
有限元法
许杨健
,
涂代惠
,
赵亚军
功能材料
用非线性有限元法分析了由ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料无限自由长板在对流换热边界下的稳态热应力问题,检验了方法的正确性,给出了该材料板的稳态热应力场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较.结果表明:当M=1.0时,考虑变物性的最大拉应力比不考虑变物性减小70.5%,最大压应力减小62.5%;此外,材料组分的分布形状系数M、环境介质温度、对流换热系数和孔隙度P的变化对变物性梯度功能材料板的稳态热应力场分布均有明显的影响;在本研究相同条件下,当孔隙度系数A=3.99时,陶瓷侧拉应力最大.此结果为梯度功能材料的设计制备提供了准确的理论计算依据.
关键词:
梯度功能材料板
,
变物性
,
稳态热应力
,
对流换热边界
,
非线性有限元法
许杨健
,
涂代惠
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.02.017
用有限元法和有限差分法相结合的方法,分析了由 ZrO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在对流换热边界条件下的非线性瞬态热传导问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的瞬态温度场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较.结果表明:在精确计算瞬态温度场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态温度场的最重要因素之一.此外,材料组分的分布形状系数、环境介质温度和对流换热系数的变化对变物性梯度功能材料板的瞬态温度场分布均有明显的影响.此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据.
关键词:
梯度功能材料板
,
变物性
,
瞬态温度场
,
对流换热边界
,
有限元法
