弹性力学li2015-06 (1)教材
46页1、弹性力学,6 温度应力平面问题概论,当弹性体的温度发生变化时,将发生膨胀或收缩变形,当这种变形受到约束(外在约束或物体内部各部分之间的约束)时,即产生应力(温度应力)。,什么是温度应力?,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,首先计算弹性体的温度场,求出变温; 然后根据弹性体的变温求出弹性体内各点的温度应力。,分析思路:,(平面热弹性力学问题概论),(1)热传导,6.1 基本概念,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,热量从物体的一部分传递到另一部分,或从一个物体传入与之相接触的另一物体。,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,分类:按时间分类;按空间分类。,计算方法:根据热传导方程求解;近似数值求解;利用半理论半经验公式求解。,任一瞬时,物体内各点的温度随位置(坐标)的分布规律,称为该瞬时的温度场。,(2)温度场,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,(3)等温面(线),沿等温面的法线方向,温度的变化率最大。,任一瞬时,连接场内温度相同的各点,得到的曲面,称为该瞬时的等温面。,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,(4)温度梯度,表示
2、温度T在某一点P处的变化率,为矢量,沿着等温面的法线方向,指向增温的方向。,该点P沿坐标的变温率为:,(5)热流速度 相似于水流流量, 单位时间内通过等温面面积S的热量,量纲:L2MT-3,表示该点的最大变温率的方向和大小。,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,(6)热流密度 相似于水流速度,其矢量形式为:, 单位时间内通过等温面单位面积的热量,量纲: MT-3, 沿等温面法线方向,指向降温方向。,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,(6)热流密度 相似于水流速度, 导热系数,表示在单位温度梯度下通过等温面单位面积的热流速度。量纲: LMT-3-1,亦可写为:, 热流密度与温度梯度成正比而方向相反。(热传导的基本定律),投影为:,的大小为,即:热流密度在任一方向的分量,等于导热系数乘以温度在该方向的递减率。,第六章 温度应力平面问题概论,6.1 基本概念,6.2 热传导微分方程及边值条件,第六章 温度应力平面问题概论,6.2 热传导微分方程及边值条件,(1)建立依据,(2)方程推导,在任意一段时间内,物体内任一微小部分所吸收的热量,等于传入热量+内部热源所供热量
3、。热量平衡原理, 吸收热量,令微小六面体的温度在dt时间内升高了 ,吸收的热量为:,第六章 温度应力平面问题概论,6.2 热传导微分方程及边值条件, 传入的净热量,沿x轴:,沿y轴:,沿z轴:,第六章 温度应力平面问题概论,6.2 热传导微分方程及边值条件, 内部热源供热,其中W为热源强度,表示单位时间单位体积供给的热量。, 热量平衡原理,即:,除以 ,并令 ,得:, 热传导微分方程,a为导温系数,量纲:L2T-1,第六章 温度应力平面问题概论,6.2 热传导微分方程及边值条件,(3)混凝土硬化期间的热传导方程,引入绝热温升代替W,经推导,可得:,混凝土硬化期间的热传导微分方程,第六章 温度应力平面问题概论,6.2 热传导微分方程及边值条件,(4)边值条件,初始条件:弹性体在初始瞬时的温度分布。 边界条件:物体表面与周围介质之间进行热交换的规律。 分四类:,第一类:已知物体表面温度,即:,第二类:已知物体表面法向热流密度,即:,第三类:已知物体边界上的对流放热情况,即:,第四类:已知物体和与之接触的另一物体以热传导方式进行交换的情况,即:,或:,第六章 温度应力平面问题概论,6.2 热
4、传导微分方程及边值条件,按照边值条件求解热传导微分方程,在数学上是个难题,对于工程实际问题,用函数求解一般是不现实的。对于平面问题,可以用差分法求解,最好用有限单元法,对于空间问题,只能用有限单元法求解。,说明:,在以后的讨论中,T 表示温度的改变,而不是某一点的温度。,升温时, T 为正;降温时, T 为负。,1. 热弹性问题的基本假定,(1),材料在热学和力学意义上都是弹性的、均匀的、各向同性的。即所有材料常数均与位置、方向无关。,(2),材料常数与温度变化无关,或取平均值;不考虑蠕变、松驰和相变等发生。,(3),不考虑温度变化速率所引起的惯性效应。,(4),不计变形与温度变化之间的耦合效应。, 称非耦合的线性热弹性理论,简称“热弹性理论”。,2. 热弹性问题的基本方程,平衡微分方程、几何方程、物理方程、边界条件,6.3 热弹性力学的基本方程与边界条件,第六章 温度应力平面问题概论,6.3 热弹性力学的基本方程与边界条件,第六章 温度应力平面问题概论,6.3 热弹性力学的基本方程与边界条件,(1)平衡微分方程(X=Y0),(2)几何方程,表示物体内任意点的平衡关系,表示应变与位移之
《弹性力学li2015-06 (1)教材》由会员我**分享,可在线阅读,更多相关《弹性力学li2015-06 (1)教材》请在金锄头文库上搜索。
高三世界地理专题复习总论4天气与气候汇编
云南大学分析化学第五章 酸碱滴定
南京大学 刘金源教授多元新史观与世界史教学
南大门之不夜城
海南大学 食品分析七 2014
东南大学功放电路和直流电源(第29讲)2014
步步高·2015高三物理总复习(江苏专用)【配套课件】:第4章 曲线运动万有引力与航天 第1课时 曲线运动.
必修2:4.1曲线运动 运动的合成与分解【2015《物理复习方略》一轮复习课件沪科版】.
济南大学电工习题答案.
金版学案13-14物理(人教版)选修3-2课件:5.3电感和电容对交变电流的影响.
现代教学媒体.
教案4(火警报警系统).
湖南大学-物理 课程指导八.
语s版六年级下册语文百花园四课件剖析
世纪金榜2018版复习方略物理课件31.
人教新课标二年级语文下册《我不是最弱小的_5》PPT课件.
楼宇自动化 课件 教学PPT 作者 傅海军 第5章.
暨南大学-管理学-第11章-控制.
海南大学 食品分析十二 2014.
北师大八年级数学下册-第2课时-分式的基本性质.
2024-04-11 25页
2024-04-11 37页
2024-04-11 28页
2024-04-11 31页
2024-04-11 36页
2024-04-11 29页
2024-04-11 22页
2024-04-11 27页
2024-04-11 34页
2024-04-11 32页