本文關(guān)鍵詞：格柵夾層結(jié)構(gòu)熱變形的微結(jié)構(gòu)力學分析和數(shù)值計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于夾芯結(jié)構(gòu)的復雜性及不連續(xù)性,使得格柵夾層結(jié)構(gòu)在外加載荷作用下的變形分析較為困難。特別是對于在溫度載荷作用下的格柵夾層結(jié)構(gòu)的熱彎曲變形,除了需要考慮面板和夾心的熱伸縮變形外,還需要考慮面板的彎曲和夾芯的剪切變形。而單純機械力載荷作用下的格柵夾層結(jié)構(gòu)變形理論,僅考慮了面板的伸縮和夾芯的剪切變形,其不再適用于分析有溫度載荷作用的情況。本文基于微結(jié)構(gòu)力學的胞元分析方法,建立了格柵夾層結(jié)構(gòu)的均勻化等效理論模型,系統(tǒng)地分析和計算了一維和二維格柵夾層結(jié)構(gòu)的熱變形。主要成果如下： 1.通過胞元結(jié)構(gòu)分析,考慮了面板與腹板各自的熱伸縮變形以及相互作用,分別建立了不考慮和考慮腹板彎曲效應兩種情形下,格柵夾層梁結(jié)構(gòu)熱變形的理論模型,給出了胞元兩端的廣義內(nèi)力與廣義位移之間的關(guān)系。利用傳遞矩陣法計算了格柵夾層懸臂梁的熱變形,其數(shù)值結(jié)果與三維有限元分析軟件所得結(jié)果相吻合,從而佐證了本文提出理論模型的正確性。 2.針對格柵夾層彈性板結(jié)構(gòu)的熱變形問題,考慮了面板和腹板兩者的熱伸縮變形,以及由于兩者之間的剪力作用所引起的面板彎曲和腹板的平面應力狀態(tài)下的變形等因素的影響。應用胞元分析方法分析了格柵夾層板的熱變形,結(jié)合腹板與面板界面的位移和應力連續(xù)條件,建立了均勻化等效的正交各向異性板理論模型,并給出了等效熱膨脹系數(shù)的解析表達式。數(shù)值算例結(jié)果與三維有限元結(jié)果的一致性說明了本文理論模型的正確性。 3.為了進一步分析格柵夾層彈性梁熱變形的微極效應,基于微極熱彈性理論,建立了均勻化等效微極熱彈性梁的理論模型。由胞元的能量等效,得到了格柵夾層梁的等效微極熱彈性參數(shù)。數(shù)值結(jié)果表明：本文提出的等效微極熱彈性梁模型,可以較為精確的模擬格柵夾層梁結(jié)構(gòu)的熱變形行為。 4.將等效微極熱彈性梁模型加以推廣,應用胞元的位移等效方法,建立了格柵夾層彈性板熱變形的等效微極板理論,并給出了數(shù)值算例。
【關(guān)鍵詞】：格櫥夾層結(jié)構(gòu) 熱變形 胞元分析 均勻化等效 微極效應
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O342
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 格柵夾層結(jié)構(gòu)傳熱理論研究進展13-14
• 1.2.2 格柵夾層結(jié)構(gòu)的熱變形問題研究概況14-17
• 1.2.3 格柵結(jié)構(gòu)的微極等效理論研究簡介17-19
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容19-21
• 2 格柵夾層梁熱變形理論及數(shù)值計算21-49
• 2.1 格柵夾層結(jié)構(gòu)熱變形分析的現(xiàn)有理論簡介21-23
• 2.2 微結(jié)構(gòu)胞元分析23-24
• 2.3 受熱變形的力學理論模型建立24-29
• 2.3.1 胞元子結(jié)構(gòu)相互作用力分析24-25
• 2.3.2 胞元子結(jié)構(gòu)變形約束25-28
• 2.3.3 整體熱變形傳遞矩陣建立28-29
• 2.4 格柵夾層梁受熱變形的數(shù)值結(jié)果29-37
• 2.5 考慮腹板彎曲效應的熱變形理論模型建立及數(shù)值算例37-49
• 2.5.1 腹板彎曲變形約束37-39
• 2.5.2 胞元子結(jié)構(gòu)受力變形分析39-41
• 2.5.3 廣義向量間的傳遞關(guān)系41-42
• 2.5.4 數(shù)值結(jié)果與討論42-49
• 3 格柵夾層板熱變形理論及數(shù)值計算49-75
• 3.1 格柵夾層板結(jié)構(gòu)受熱變形問題49-52
• 3.2 胞元的受熱變形分析52-62
• 3.2.1 腹板力-熱變形的解析解52-55
• 3.2.2 面板面內(nèi)伸長的解析解55-58
• 3.2.3 面板面外變形的解析解58-60
• 3.2.4 子結(jié)構(gòu)區(qū)域連接60-61
• 3.2.5 邊界條件61-62
• 3.3 格柵夾層板的等效正交各向異性板理論模型62-64
• 3.4 數(shù)值算例及比較64-73
• 3.5 本章小結(jié)73-75
• 4 等效微極梁理論模型及數(shù)值結(jié)果75-85
• 4.1 微極熱彈性理論基礎(chǔ)75-76
• 4.2 微極梁熱變形理論模型建立76-78
• 4.3 等效微極材料參數(shù)確定78-80
• 4.4 數(shù)值結(jié)果比較及討論80-85
• 5 等效微極板模型理論及數(shù)值結(jié)果85-97
• 5.1 微極板熱變形理論模型85-92
• 5.2 等效微極材料參數(shù)確定92-94
• 5.3 數(shù)值結(jié)果和討論94-95
• 5.4 本章小結(jié)95-97
• 6 結(jié)論與展望97-99
• 參考文獻99-111
• 附錄A 不考慮腹板變形時梁胞元兩端向量間的關(guān)系矩陣111-116
• 附錄B 考慮腹板變形時梁胞元兩端向量間的關(guān)系矩116-118
• 附錄C 格柵夾層板胞元分析中變量、連接條件及邊界條件118-124
• 作者簡歷及在學研究成果124-127
• 學位論文數(shù)據(jù)集127

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏德順;重復運載器金屬熱防護系統(tǒng)的述評[J];導彈與航天運載技術(shù);2002年02期

2 閆長海;孟松鶴;陳貴清;杜善義;;金屬熱防護系統(tǒng)隔熱材料的發(fā)展與現(xiàn)狀[J];導彈與航天運載技術(shù);2006年04期

3 張建可,冀勇夫,李智華;蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的低溫力學性能[J];低溫工程;1998年04期

4 張曉東,薛明德;一種可適用于瞬態(tài)輻射換熱問題的蜂窩夾芯殼體有限單元[J];復合材料學報;2005年01期

5 唐羽燁,薛明德;蜂窩夾芯板的熱學與力學特性分析[J];復合材料學報;2005年02期

6 李東輝;夏新林;;金屬蜂窩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)熱性能[J];工程熱物理學報;2008年12期

7 韓杰才;胡平;張幸紅;孟松鶴;;超高溫材料的研究進展[J];固體火箭技術(shù);2005年04期

8 陳夢成;平學成;陳玳珩;;正六角形蜂窩夾芯層彎曲剛度理論分析[J];固體力學學報;2012年01期

9 王俊山,李仲平,敖明,許正輝,劉朗,胡子君,彭維周;摻雜難熔金屬碳化物對炭/炭復合材料燒蝕微觀結(jié)構(gòu)的影響[J];新型炭材料;2005年02期

10 曹義,程海峰,肖加余,李永清;美國金屬熱防護系統(tǒng)研究進展[J];宇航材料工藝;2003年03期

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本文編號：260176