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梁热冲击响应的计算机辅助分析

作　者: 冯晓斐
导　师: 刘红
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 热冲击热振动有限元冲击响应热传导
分类号: TB12
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 134次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以悬臂梁的热冲击响应分析为例，研究热冲击作用下结构的振动响应，推导了悬臂梁热冲击响应的理论分析公式，并用实验结果和数值计算结果加以比较。具体给出了热冲击载荷对结构的影响的算法，包括热振动的变化规律与冲击时间的关系，振动幅度的大小，以及振动周期和频率。为承载热冲击的结构设计，保证结构安全运行提供的重要依据。论文第一章论述了梁热冲击响应分析的研究背景，研究目的和意义，以及主要研究内容。论文第二章介绍了传热学的基本知识；在热冲击的情况下，详细推导出随着梁厚度变化的温度分布微分方程，求出温度力矩计算公式；并得到热冲击响应的理论分析公式。论文第三章介绍了热冲击响应的实验设备、自行设计的实验装置；描述了实验过程；分析并处理实验数据；以及得到的实验结果。论文第四章介绍了有限元分析软件COSMOS，包括它的快速算法特点和分析模块；用COSMOS求解热冲击响应的过程，和最后得到的数值结果。论文第五章把理论分析解、数值方法解、以及实验结果加以比较，证明了理论分析的正确性；以及数值计算方法的合理性。论文第六章总结了全文的主要研究成果并展望了未来的研究方向。

全文目录

第一章绪论  8-11
  1.1 背景介绍  8
  1.2 研究的意义与目的  8-9
  1.3 研究的主要内容  9-11
第二章理论分析  11-38
  2.1 穿热学的基本知识  11-16
    2.1.1 热量传递的三种基本方式  11
    2.1.2 热量传递过程方式  11-12
    2.1.3 温度场和温度梯度  12
    2.1.4 导热的基本定律  12-14
    2.1.5 导热微分方程  14-16
  2.2 理论解析中所用的一些数学知识  16-20
    2.2.1 留数的一般理论  16-18
    2.2.2 拉普拉斯变换  18-20
  2.3 有温度力矩作用时梁变形微分方程  20-22
  2.4 梁的温度分布方程  22-26
  2.5 温度力矩计算式  26-27
  2.6 悬臂梁热冲击响应振动的解析方程  27-36
    2.6.1 悬臂梁的静态解析方程  28
    2.6.2 悬臂梁的动态解析方程  28-36
  2.7 理论解析方程的应用例子  36-38
第三章实验研究  38-56
  3.1 关于实验的几个重要问题  38-40
  3.2 实验装置  40-50
    3.2.1 实验设备  40-41
    3.2.2 实验装置流程  41-50
  3.3 实验片  50-51
  3.4 实验过程  51
  3.5 实验结果  51-56
第四章数值解分析  56-65
  4.1 有限元方法简述  56
  4.2 有限元分析软件COSMOS  56-59
  4.3 COSMOS的功能模块  59-62
  4.4 用COSMOS求解热冲击响应过程  62-65
第五章各种方法的比较和分析  65-68
  5.1 理论解析、数值方法以及实验结果的比较  65-66
  5.2 结论  66-68
第六章总结与展望  68-70
  6.1 总结  68-69
  6.2 展望  69-70
硕士学位在读期间发表的论文  70-71
参考文献  71-75
致谢  75

梁热冲击响应的计算机辅助分析

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