复合材料结构瞬态热力耦合问题多尺度分析方法

来源 :中国科学院数学与系统科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wang1hnsc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
复合材料具有良好的物理、力学性能,在航空航天、汽车、医学、建筑等行业得到广泛应用。随着复合材料应用的深入,必须考虑复合材料结构的多物理场耦合行为;特别是随着各种超常规服役环境的出现,使得复合材料结构的热、力场耦合行为更加复杂。因此,有必要发展高效的数学、物理、力学方法来预测复合材料结构在热力耦合环境下的动态响应。   周期性复合材料在工程应用中比较广泛,在力学和数学上已经发展了诸多预测周期复合材料性能的方法,包括细观力学方法、均匀化方法和多尺度方法等。从工程实际应用来看,复合材料结构最常见的多物理场耦合服役环境是热、力场耦合的环境。本文将主要研究预测周期复合材料结构在动态热力载荷下耦合热弹性行为的多尺度分析方法。   本文的第一部分研究了周期结构复合材料经典瞬态耦合热弹性问题的多尺度分析方法。首先给出了周期复合材料热弹性模型并证明了解的存在唯一性,并使用构造性的多尺度分析方法定义了复合材料结构瞬态耦合的位移场和温度增量场的一阶和二阶双尺度渐近解,它们能够反映复合材料结构在动态热力耦合载荷下的宏-细观响应。还得到了复合材料的等效参数以及与原问题相应的均匀化问题,并证明了用一阶和二阶渐近解作为逼近解时的逼近阶。在理论分析基础上,给出了周期复合材料热弹性问题的双尺度有限元算法,并针对层叠复合材料进行了双尺度有限元计算,得到了复合材料中夹杂的体分比对材料等效性能影响的定量描述,数值试验的结果验证了算法的有效性。   本文的第二部分研究了周期复合材料的具有热松弛性质的G-L型瞬态耦合热弹性问题的多尺度分析方法。引入了周期复合材料的G-L型广义热弹性模型,证明了解的存在唯一性。构造性的定义了复合材料结构的位移场和温度增量场的一阶和二阶双尺度渐近解以及与原问题相应的均匀化问题,并证明了一阶和二阶双尺度渐近解的逼近阶。还给出了层叠复合材料G-L型热弹性问题的多尺度分析结果。最后给出了周期复合材料G-L型广义热弹性问题的双尺度有限元算法,并针对层叠复合材料的G-L型热弹性问题进行了数值计算,数值试验的结果表明了算法的可行性。   本文给出了针对周期性复合材料瞬态热力耦合问题的多尺度分析方法,对于类似的瞬态耦合多物珲场问题的分析具有普遍的应用价值。而本文给出的一阶和二阶双尺度有限元算法,可以有效地用于预测周期复合材料的宏观热弹性性能和宏-细观耦合的微细观动态响应。
其他文献
自从次线性期望理论被提出,它就被视作为经典数学期望领域的一个重大突破,这是由于次线性期望比经典的线性期望能更好地解释和模拟现实生活中的问题。彭实戈院士于2007年又创造了 G-期望理论,那么,一个自然的想法是:基于线性期望或者g-期望下成立的诸如Minkowski相伴不等式、比较定理乃至期权定价等等问题,在次线性期望或者G-期望下是否还依然成立呢?这正是本文要研究的问题。本文得到了以下一些研究结果
学位
基于总体信息、样本信息以及先验信息的统计推断称为Bayes推断,它与经典统计学中统计推断的主要差别在于是否利用先验信息.在使用样本信息上也存在差异,Bayes学派注重考虑已出现
如果能够以生产力的主要特征来给任何国家作一个简单的定性,我们可以称旧时期的中国为一个典型的农业国家。中华民族一部五千年的历史可以说是这个民族与土地打交道的历史,这
为了更好的研究Sobolev空间上线性算子的结构和性质,王宗尧等人提出了Sobolev圆盘代数的概念,即极点在单位圆盘-D外的所有有理函数在Sobolev空间W2,2(D)中的闭包,记作R(D).本
Stacker-Crane问题是经典的局部路游问题,其数学模型来源于垃圾回收,清洒街道,扫雪以及邮件投递等实际问题,具有广泛的实际应用。本文讨论了Stacker-Crane问题的一种变形问题,称之
透视反求是为了从图片获取一定的信息,从而建立物体的三维模型。针对基本元素特征点的透视反求,利用单幅图的透视图形成原理,对一点透视,两点透视和三点透视的形成原理用矩阵表示
随着全球经济一体化进程的加快,全球金融市场迅猛发展,金融市场呈现出前所未有的波动,金融机构面临的风险加剧。风险管理问题自然而然就成为了现代金融机构的基础和核心,许多国际
近年来,径向基无网格方法、辛方法已经成为数值求解偏微分方程的强有力的工具,本文结合二者的优势,发展出基于径向基函数的无网格的辛算法.  径向基函数理论在偏微分方程数值
本文主要从以下二章进行了论述: 第一章中引入在单位圆内具有正系数的一个解析函数类B(n,m,α,β),利用解析函数的性质和不等式技巧进行讨论,得到B(n,m,α,β)中函数的系数不等式、
本文首先讨论了一类特殊的带资源约束和机器准备时间的同类机排序问题,其中资源约束是指每台机器最多只能加工k个工件,目标是极小化工件的最后完工时间,该问题用三参数表示法可