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温度梯度引起的多层结构热应力分析
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温度梯度引起的多层结构热应力分析
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热应力的十种定义
　　温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力。又称变温应力。&&&&&& 求解热应力，既要确定温度场，又要确定位移、应变和应力场。与时间无关的温度场称定常温度场,它引起定常热应力;随时间变化的温度场叫非定常温度场，它引起非定常热应力。热应力的求解步骤：①由热传导方程和边界条件（求非定常温度场还须初始条件）求出温度分布；②再由热弹性力学方程求出位移和应力。 &&&&&&&& 各方面全方位定义;定义1：&&&&&&&& 所谓热应力是指半成品干燥和烧成热加工中由于温差作用而产生的一种应力.热应力源包括升降温过程中砖坯内外及砖坯与环境温差卜来源文章摘要：本文定义了彩釉砖板面细小裂纹的随机性，建立它的力学模型．在此基础上阐述了它的形成机理和工艺控制。定义2：&&&&&&&& (()热应力:凡由于在搪玻璃材料中存在温度差而产生的应力称为热应力.(2)制胎成型应力:在铁胎制造过程中,由于卷板、冲压、组焊等操作所造成的应力来源文章摘要：&正& 质量优良的搪玻璃设备,其瓷层表面不仅要具有玻化程度适当,光滑平整致密,色泽均匀一致以及无棕孔、泡影,外来固体夹杂物,尤其不能有裂纹等缺陷。 但是,事实上,在搪玻璃设备的烧成过程中,常常会出现各种缺陷,其中瓷层裂纹是我厂搪玻璃产品中危害最大的一种缺陷。 一段时间以来,在我厂100ol反应罐盖的生产过程中,b型小咀r部位和小咀内壁瓷层常出现裂纹,并且裂纹一旦产生,就不能消除,最后只有打瓷返工,造成了大量的人力、物力浪费,并且,严重挫伤了工人的生产积极性。定义3：&&&&&&& 2热应力的分类和特性:2?1＄应力分类玻璃中由于存在温度差而产生的应力统称为热应力.浮法玻璃在退火过程中不可避免地会出现温度梯度.根据温度梯度的方向,玻璃板厚度方向的温度差所形成的热应力称作端面应力或厚度应力　　浮法玻璃退火的目的是消除或减小玻璃中的热应力。本文从热应力的基本概念出发,分析讨论了热应力的起因、分类和特性,为正确制订浮法玻璃退火规范提供了理论依据。定义4： &&&&&&& 1.2三维热应力数学模型物体温度变化时,由于它受其他物体或者由于物体内各部分之间的相互约束而产生的应力,称为热应力.引起热应力的根本原因是温度变化.根据线性热应力理论,当物体受外力作用,又受温度作用时,物体内质点就要发生位移和相应的应变,并且它们可以进行代数迭加　　建立了铸钢冷却壁的三维传热和热应力的数学模型,采用通用有限元软件ansys计算了冷却壁的温度场和应力场。计算结果表明:冷却水管由圆管改为椭圆管后,冷却壁热面最高温度和热应力升高不大,为冷却水管由圆形改成椭圆形提供了理论依据,由于椭圆水管截面积减少,就可以减少壁体厚度和大量节约冷却水量,从而达到降低炼铁成本的目的。定义5：&&&&&&& 从而引起螺栓受力情况的变化通常称为热应力.设系统原来温度为t.现为ti.连杆螺栓的线膨胀系数a.连杆大头的线膨胀系数为a来源文章摘要：利用遥测应变仪对工程过程中的连杆螺栓进行动态测试，并利用自编的螺栓组载荷增分析系统，对实际测定的连杆螺栓动应力时间历程进行定量分析．确定连杆螺栓的实际受力情况，即所受的静应力、动应力、热应力及动应力随内燃机负荷、转速等变化而变化的趋势。该研究为连杆螺栓的改进设计和疲劳强度设计提供了依据．为遥测技术的工程应用提供了依据。定义6：&&&&&&& 第一种原因产生的残余应力被称为热应力,第二和第三种原因产生的残余应力被称为固有应力.热应力在蒸发沉积镀膜中表现很突出,但在离子束或磁控溅射法沉积镀制的多层膜中表现并不明显　　在极紫外光刻技术中 ,光学系统对多层膜光学元件表面面形精度有严格的要求 ,并且多层膜光学元件需要较高的反射率。由于多层膜中存在的内应力将改变光学元件的表面面形 ,因此在不减少反射率的前提下 ,一定要减少或补偿多层膜内的残余应力。论述了mo/si多层膜应力产生的原因和几种减少与补偿应力的技术 ,介绍应力的几种测量方法。定义7：&&&&&&& 火焰加热对钢材性能的影响：钢材加热膨胀迅速冷却到低温收缩所产生的内应力称为热应力.当热应力大于钢材的弹性极限时会产生变形火焰矫正就是利用热应力产生变形而得到矫正　　扩展受热面省煤器的应用研究燃煤锅炉省煤器磨损是锅炉运行中的一个突出问题，严重影响锅炉的安全性和经济性。据国内不完全统计，锅炉事故占火电厂事故的５０％左右，其中因省煤器磨损漏泄而停炉的事故占锅炉事故的４５％左右。为了保证锅炉的安全运行，对于燃煤锅炉。定义8：&&&&&&& 温度应力又称为热应力,它是由于构件受热不均匀而存在着温度差异,各处膨胀变形或收缩变形不一致,相互约束而产生的内应力定义9：& &&&&&&& (2)热裂纹模具表面冷热交替而引起的模具表面压与拉交替变化的应力称为热应力.这种反复循环的热应力有可能引起模具疲劳产生热裂纹　　介绍了模具的损坏形式、模具设计与使用设备对模具寿命的影响及模具使用与维护的有关注意事项。定义10：&&&&&&& 冷却的过程也是体积减小的过程也会形成内应力一般称为热应力.热应力的大小取决于胶层与被粘材料的热胀系数之差和温度变化的幅度.因此高温固化会增加在冷却过程中形成的热应力来源文章摘要：分析了胶层的粘弹性与固化工艺的关系，指出当固化温度高于胶层的玻璃化温度时，粘接强度随着固化程度的提高而提高；固化温度低于胶层的玻璃化温度时，粘接强度随着固化程度的提高而降低。感谢读者推荐！　　&&
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中国优秀硕士学位论文全文数据库
边界温度对二维功能梯度板瞬态热应力场影响
Effect of Boundary Temperature on Thermal Stress Field of Two Dimensional Functionally Graded Plate
【作者基本信息】
建筑与土木工程，
【摘要】 本文以二维常物性FGM平板作为研究对象，针对平面温度场与应力场，运用有限元方法编写有效的计算程序，计算出应力场的数值解，将数据导入matlab绘制出热应力图，根据图形变化进行定性与定量分析。本文着重研究了在第一类边界条件下，采用二维FGM热力学物性参数模型时在不同边界位置设置不同形式的边界温度条件对热应力场的影响。边界温度对二维功能梯度板瞬态热应力场影响结果表明：在二维FGM金属/金属/陶瓷平面上边界设置不同形式的加热边界条件，加热温度分别为常函数、线性函数、抛物线函数与正弦函数，起始温度从700~1300K。分析可知，在瞬态加热温度场下，板内部的应力为压力；固定相对坐标x/l，应力最大值位于上边界陶瓷侧，这就能充分发挥陶瓷的抗压能力；各等值应力线沿横纵两向分布的范围伴随着数值减小而逐渐缩小，有逐渐向右下边界收敛的趋势，说明应力梯度在向右下边界逐渐增大；随着板上边界温度上升，最小应力值与最大应力值均有较大幅度的上升，增长比例均在75%以上。在二维FGM金属/金属/陶瓷平面上下边界和四周边界设置不同形式的加热边界条件，上边界加热温度分别为常函数、线性函数、抛物线函数与正弦函数，起始温度从700~1300K；固定y/b坐标，沿横向左侧应力值大于右侧应力值，这与板内部热导率不均匀有关；上侧热应力线梯度较大，沿纵向热应力线梯度逐渐减小。右下边界热应力线梯度最小。且有逐渐向左下、右下边界收敛的趋势；随着板上边界温度上升，等值应力线越来越远离上边界，这说明板内热传递效应越来越明显；在不同的起始温度下，最大最小热应力数值之间的差值几乎是相同的。因此可知在下边界加热温度为常温函数，上边界加热温度等值依次递增时，热应力值也是呈线性递增关系。通过对二维功能梯度板热应力场进行的研究，得出了不同的边界温度条件对瞬态热应力场的影响。为二维FGM结构的设计、优化和应用提供了更为全面、具体的计算依据。
【Abstract】 In this paper, based on the two-dimensional constant property FGM plate as theresearch object, using the plane temperature field and stress field of the finite elementmethod to write effective calculating program, then calculate the numerical solution ofthe stress field and import the data into matlab to draw out the thermal stress diagramfor quantitative and qualitative analysis. This paper emphatically studied, in the firstkind of boundary conditions, the impact on the thermal stress field, when choosingtwo-dimensional FGM thermodynamic models of physical parameters to set differentforms of boundary condition in different boundary location. For the transient thermalstress field of two-dimensional functionally graded plate,the results of boundarytemperature show that:The boundary condition of2d metal/metal/ceramic FGM plate on both sides of theup boundary is heating and the different heating temperature of upper boundary is fixedfunction, Linear function, parabolic function and sine function. The initial temperatureis from700K to1300K. Analysis result shows that under the transient heatingtemperature filed, internal stress of the plate When relativecoordinates x/l fixed, maximum stress is located in the border on the ceramic side, so itcan give full play to the ceramic
The range of equivalent stressline, which is located along the two to the transverse and longitudinal distribution,isreducing gradually with the decrease of the value and has has gradually astringed to thelower right, which means the stress gradient to the lower right boundar As the plate boundary temperature rises, the minimum stress value and themaximum stress value has a significant rise, the percentage of which is more than75%.The boundary condition of2d metal/metal/ceramic FGM plate on both sides of theup and down with all around is heating and the different heating temperature of upperboundary is fixed function, Linear function, parabolic function and sine function. Theinitial temperature is from700K to1300K. Relative coordinates y/b fixed, the left stressvalue is greater than the stress value on the right side, which is associated with uneveninternal
The larger the upper line of thermal stress gradient is, thesmaller the gradient along the longitudinal heat stress. Thermal stress gradient of thelower right boundary line is minimal and has gradually astringed to the lower left and
as the boundary temperature of plate rises, the equivalent stressline is more and more far away from the upper boundary. This phenomenon indicatesthat heat transfer effect of plate is m at the different initialtemperature point, the difference between the maximum and minimum of heat stressvalue is almost the same. Therefore, the thermal stress value is linear increased whenthe heating temperature function of the lower boundary is the normal temperaturefunction and the change of the heating temperature of the upper boundary is increasingwith the equivalent and ordinal way.Based on research of the thermal stress field of the two-dimensional thermalfunctionally graded plate, we may safely draw the effect of the different boundaryconditions of temperature on the transient thermal stress field. For the design,optimization and application of two-dimensional FGM structure, it provides a morecomprehensive and specific calculation basis.
【关键词】 ；
【Key words】 ；
【网络出版投稿人】
【网络出版年期】2015年
【分类号】O343.6
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中国实验快堆堆容器温度场数值模拟及热应力分析分析.pdf73页
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分类号： 密级：
： 编号： 工学硕士学位论文 中国实验快堆堆容器温度场 数值模拟及热应力分析 硕士研究生 ：李朝君 指 导 教 师 ：薛若军 副教授 学科、专业 ：核能科学与工程 论文主审人 ：彭敏俊 教授 哈尔滨工程大学 2012 年3 月
分类号： 密级：
： 编号： 工学硕士学位论文 中国实验快堆堆容器温度场 数值模拟及热应力分析 硕士研究生 ：李朝君 指 导 教 师 ：薛若军 副教授 学 位 级 别 ：工学硕士 学科、专业 ：核能科学与工程 所 在 单 位 ：核科学与技术学院 论文提交日期 ：201 1 年12 月27
日 论文答辩日期 ：2012 年03 月18 日 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学
Classified Index:
U.D.C: A Dissertation for the Degree of M. Eng Numerical simulation of temperature field and thermal stress of the reactor vessel in CEFR Candidate:
Li Chaojun Supervisor:
Associate Prof. Xue Ruojun Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty:
Nuclear Energy Science and Engineering Date of Submission :
Dec.27, 2011 Date
Examination: Mar.18, 2012 University:
Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。
有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注
明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文
的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声
明的法律结果由本人承担。 作者（签字）： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作
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