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圆柱壳的内压测量及其在强激光作用下结构变形的数值模拟

专 业: 流体力学
关键词: 强激光 有限元方法
分类号: O35
形 态: 共 49 页 约 32,095 个字 约 1.535 M内容
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内容摘要


强激光作用于充有高温高压气体的柱壳时,通常有两种破坏形式,1直接烧穿充压柱壳,2辐照于柱壳壁上使其局部受热,最终导致柱壳壁面上发生鼓包和爆裂现象。

该文用有限元方法建立上述两种情况的简化数值计算模型,先求出这两种情况下激光在壳壁上造成的瞬态非线性温度场,以此为基础,求出对应于非线性瞬态温度场下的弹塑性应力场。

通过对应力应变场的分析解释了强激光烧穿充压柱壳没有发生爆裂的原因;对强激光辐照下柱壳,有限元模拟出了鼓包现象,由计算的结果指出柱筒上光斑中心处最有可能发生爆裂,实验的结果与其一致。

同时文中在忽略塑性变形的情况下用理论近似的方法推导了强激光穿孔破坏时孔边周围区域的弹性应力应变场,并将其与有限元计算出的热弹塑性应力应变场比较。

由于计算的需要,采用恒压源电位计电路,用高温应变片实时测量了充压柱壳的内压……

全文目录


文摘
英文文摘
1.引言
1.1工作背景及意义
1.2激光与物质相互作用机理
1.2.1激光在固态物质中的微观吸收机制
1.2.2激光与靶作用引起的热效应
1.2.3激光作用下靶内的不均匀温度场和应力场
1.2.4激光作用下靶的热烧蚀、激光的吸收波和激光与靶的冲量耦合
1.2.5激光等离子体相互作用
1.3国外研究进展
1.3.1激光作用下靶内的温度场
1.3.2强激光作用下结构的热破坏
1.4强激光作用下柱壳破坏机理演示实验的主要结果
1.5本文拟采用的技术途径
2.圆柱壳的内压测量
2.1前言
2.2恒压源电位计测量电路及高温应变片
2.3测量过程
2.4结果分析
3.模拟圆柱壳破坏的计算依据及方法
3.1热力耦合问题
3.2温度场的有限元计算方法
3.3热弹性应力应变场的有限元计算方法
3.4塑性
4.圆柱壳的主要参数
5.短脉冲激光ms级烧穿圆柱壳的有限元数值模拟
5.1简化计算模型
5.2有限元求解瞬态非线性的温度场和弹塑性应力场
5.3线弹性范围内的应力应变场的近似解析解
5.4结果分析
5.5结论
6.万瓦级连续激光s级辐照于内压柱壳的有限元模拟
6.1简化模型与网格划分
6.2温度场的有限元计算
6.3温度场计算结果分析
6.4柱壳热弹塑性应力场的有限元计算
6.5结果分析
结束语
参考文献

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中图分类: > O35 > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学

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