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功能梯度材料结构的热应力边界元分析
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:力学学报
  • 时间:2011.1
  • 页码:136-143
  • 分类:O343.6[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室航空航天学院,大连116024, [2]东南大学工程力学系,南京210096
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10872050)
  • 相关项目:主值隔离径向积分边界单元法及其在非线性问题中的应用
作者: 高效伟|杨恺|
中文摘要:

导出了一种新的可对功能梯度材料结构进行二维和三维热应力分析的积分方程,利用该方程并结合多区域边界元三步求解技术,可对由任意多种介质组成的变物性参数复合结构进行热应力分析;采用与弹性模量无关的Kelvin解作为问题的基本解,导出的积分方程含有由材料的非均质性以及温度变化引起的域积分;使用径向积分法将所有的域积分转换成等价的边界积分,从而建立起只需要边界离散的无内部网格边界元算法;最后对两种典型的飞行器防热结构进行二维和三维热应力算例分析,并通过与有限元计算结构对比验证结果的正确性.

英文摘要:

This paper presents a new integral equation for 2D and 3D thermal stress analysis of structures consisting of functionally graded materials.Using this equation together with the three-step multi-domain BEM technique,thermal stress analysis can be carried out for complicated structures comprised of arbitrarily many numbers of media with varying material properties.The Kelvin fundamental solutions independent of elastic modulus are used in this paper.As a result,the resulting integral equations include domain integrals due to the non-homogeneity and temperature variations of the material.All these domain integrals are transformed into equivalent boundary integrals using the radial integration method(RIM),resulting in a pure boundary element analysis algorithm.Finally,two numerical examples are given on 2D and 3D thermal stress analysis of two typical thermal protection systems for space shuttles to verify the correctness of the proposed formulation by comparing computational results with those obtained by the finite element method.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332