廣義熱彈性理論下若干結(jié)構(gòu)的多場耦合行為分析.pdf

1、在經(jīng)典熱彈性理論中，認(rèn)為熱以無限大速度傳播，這與物理實(shí)際相悖。學(xué)者們發(fā)展了廣義的熱彈性理論，使經(jīng)典熱彈性理論更加完善，主要包括：Lord-Shulman(L-S)廣義熱彈性理論，Green-Lindsay(G-L)廣義熱彈性理論。在 L-S理論和G-L理論下，熱流在介質(zhì)中的傳播速度是有限的，彈性應(yīng)力場與溫度分布場之間的相互耦合現(xiàn)象也得到了很好的描述。
　　擴(kuò)散現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是質(zhì)量的傳輸，可以定義為物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的自由

2、遷移，物質(zhì)濃度的計(jì)算遵從 Fick定律。但 Fick定律計(jì)算過于簡單，忽略了擴(kuò)散物質(zhì)變化受溫度場及應(yīng)力應(yīng)變場的影響。Nowaski彌補(bǔ)上述不足，得出了考慮彈性場，溫度場等綜合作用的熱彈性擴(kuò)散理論。Sherief等基于L-S廣義熱彈性理論，提出了廣義熱彈性擴(kuò)散理論，此理論彌補(bǔ)了菲克定律的不足，在描述溫度場、彈性場和擴(kuò)散場之間耦合效應(yīng)的同時(shí)，還能描述變形場、溫度場和擴(kuò)散場以有限速度波傳播時(shí)的次聲效應(yīng)。
　　分?jǐn)?shù)階微積分已經(jīng)被成功應(yīng)用到

3、許多現(xiàn)有的物理模型中，特別是在熱傳導(dǎo)、擴(kuò)散、粘彈性、固體力學(xué)、控制理論、電學(xué)等領(lǐng)域?，F(xiàn)今存在許多材料和物理狀況，例如，低溫區(qū)域、非晶質(zhì)介質(zhì)、膠質(zhì)物、玻璃和多孔材料、人造物和生物材料/聚合物、瞬時(shí)荷載等,經(jīng)典的耦合熱彈性理論和廣義熱彈性理論并不能很好地對其進(jìn)行分析和描述。Sherief等將分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)引入到廣義熱彈性理論中，建立了分?jǐn)?shù)階廣義熱彈性理論。
　　本文基于廣義熱彈性擴(kuò)散理論和分?jǐn)?shù)階廣義熱彈性理論，借助拉普拉斯變換和數(shù)值反變換

4、技術(shù)對幾種結(jié)構(gòu)受熱沖擊或熱和化學(xué)勢沖擊共同作用的耦合問題進(jìn)行了分析。具體內(nèi)容包括：(1)基于分?jǐn)?shù)階廣義熱彈性理論，研究了材料特性參數(shù)與溫度相關(guān)的無限長中空柱體的廣義電磁熱彈耦合問題的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明，分?jǐn)?shù)階參數(shù)對溫度，徑向應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力，感應(yīng)的電場和感應(yīng)的磁場影響較大，對位移影響較小。溫度相關(guān)性參數(shù)的增大，會(huì)導(dǎo)致各變量絕對值幅度的減小。(2)根據(jù)廣義熱彈性擴(kuò)散理論，對材料屬性參數(shù)受溫度影響的含球腔無限大體內(nèi)側(cè)同時(shí)受到熱和化學(xué)勢沖擊