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含双裂纹载流薄板外载荷作用下电热止裂的研究

专 业: 固体力学
关键词: 载流薄板 复变函数 热应力强度因子 点热源 温度场 应力场
分类号: TG213  TK472.7  O343.6
形 态: 共 83 页 约 54,365 个字 约 2.601 M内容
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内容摘要


本文研究了带有两个共线裂纹载流薄板在外载荷作用下实施电热止裂时的温度场以及应力场,计算了由裂尖点热源产生的热应力强度因子。

首先采用复变函数的方法对温度场进行了求解,利用裂尖处的点热源效应可以计算出热应力强度因子,通过与外载荷作用下的应力强度因子进行叠加从理论上验证了电热止裂的可行性;然后采用复变函数的方法,利用温度场的结果,对裂纹尖端附近的应力场进行了计算;通过算例,讨论了温度场及应力场与裂纹尺寸及电源功率的关系,并应用有限元软件ANSYS作了数值模拟计算;最后通过ZL-2实验装置,对带有两个共线裂纹的载流薄板在外载荷作用下的电热止裂进行了实验,并与理论计算和数值模拟的结果进行了对比,结果表明三方面结果有较好的吻合。

证明了电热止裂是一种有效的、有实际应用价值的止裂技术..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1课题背景
1.2电磁热效应裂纹止裂技术发展概况及研究现状
1.2.1电磁热效应裂纹止裂技术发展概况
1.2.2电磁热效应裂纹止裂技术研究现状
1.3电磁热效应裂纹止裂原理
1.4本文的课题来源及主要研究内容
第2章 本文用到的基础知识
2.1引言
2.2力学基础知识
2.2.1应力函数、应力及位移的复变函数表示
2.2.2应力和位移在半平面上的基本公式
2.3数学基础知识
2.3.1 Cauchy柯西积分定义及其导数
2.3.2柯西积分的边界值及计算公式
2.3.3平面弹性理论边界问题化归黎曼问题的解法
2.3.4椭圆积分与椭圆函数
2.3.5椭圆积分的演算
2.4平面域中电磁场与热学基础知识
2.5本章小结
第3章 带有两个共线裂纹载流薄板的温度场及热应力强度因子
3.1引言
3.2带有两个共线裂纹载流薄板的温度场
3.2.1载流薄板内的电流强度I与电流密度J
3.2.2裂纹尖端产生的热源功率的计算
3.2.3载流薄板内的温度场
3.3载流薄板内的热应力强度因子及应力强度因子
3.3.1热应力强度因子KIT
3.3.2荷载应力强度因子KIσ
3.3.3外载荷作用下载流薄板总应力强度因子KI
3.4算例分析
3.4.1问题的提出
3.4.2计算结果与分析
3.5结论
3.6本章小结
第4章 带有两个共线裂纹的载流薄板在外载荷作用下的应力场
4.1引言
4.2带有两个共线裂纹载流薄板在无外载荷作用下的热应力场
4.3带有两个共线裂纹的金属薄板在单向拉伸作用下的应力场
4.4带有两个共线裂纹载流薄板在单向拉伸作用下的应力场
4.5算例分析
4.5.1问题的提出
4.5.2计算结果与分析
4.6结论
4.7本章小结
第5章 电热止裂前后外载荷在裂尖附近应力场的分析
5.1引言
5.2止裂前载荷在裂尖附近的应力场
5.3止裂后载荷在裂尖附近的应力场
5.4算例分析
5.4.1问题的提出
5.4.2计算结果与分析
5.5结论
5.6本章小结
第6章 带有两个共线裂纹载流薄板温度场及应力场的数值模拟
6.1引言
6.2研究问题的处理
6.3有限元法求解瞬态温度场
6.4热应力分析的有限元描述
6.5算例分析
6.5.1问题的提出
6.5.2温度场的数值模拟结果分析
6.5.2应力场的数值模拟结果分析
6.6本章小结
第7章 电热止裂的实验研究
7.1引言
7.2电热效应裂纹止裂的实验原理
7.3电热效应裂纹止裂的实验装置
7.4电热效应裂纹止裂的实验步骤及现象
7.4.1实验步骤
7.4.2实验现象
7.5实验分析
7.6本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > TG213 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 铸造理论 > 铸造应力、变形、裂纹及其防止
其他分类: > TK472.7 > 工业技术 > 能源与动力工程 > 内燃机 > 燃气轮机(燃气透平) > 设计、计算
其他分类: > O343.6 > 数理科学和化学 > 力学 > 固体力学 > 弹性力学

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