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寒区隧道温度场、渗流场和应力场耦合问题的非线性分析 被引量:137
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作者 赖远明 吴紫汪 +1 位作者 朱元林 朱林楠 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期529-533,共5页
首先根据传热学、渗流理论及冻土力学提出了带相变的温度场、渗流场和应力场耦合问题的数学力学模型及其控制方程。然后应用伽辽金法导出了这一问题的有限元计算公式。最后给出了一寒区隧道考虑渗流和冻胀时的温度场和应力场算例。算例... 首先根据传热学、渗流理论及冻土力学提出了带相变的温度场、渗流场和应力场耦合问题的数学力学模型及其控制方程。然后应用伽辽金法导出了这一问题的有限元计算公式。最后给出了一寒区隧道考虑渗流和冻胀时的温度场和应力场算例。算例表明冻胀力对隧道衬砌应力的影响很大,应充分考虑这一因素的影响。 展开更多
关键词 隧道 温度场 渗流场 应力场 耦合 铁路隧道
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多道焊三维残余应力场有限元模拟 被引量:70
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作者 倪红芳 凌祥 涂善东 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期218-222,共5页
运用大型有限元计算软件ABAQUS ,对 3 16L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元 ,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源 ,运用单元... 运用大型有限元计算软件ABAQUS ,对 3 16L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元 ,考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源 ,运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。获得了三维多道焊焊接温度场和残余应力场 。 展开更多
关键词 多道焊 有限元 数值模拟 温度场 残余应力场 不锈钢 焊接接头
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基于三维模型的制动盘温度场和应力场计算 被引量:70
3
作者 丁群 谢基龙 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期34-38,共5页
提出了一种以三维循环对称有限元模型计算制动过程中制动盘温度场和应力场的方法。讨论了温度场和应力场有限元分析时载荷和边界条件的确定 ,以及变材料常数的处理。利用大型有限元软件 ANSYS建立了制动盘的三维对称循环有限元模型 ,对... 提出了一种以三维循环对称有限元模型计算制动过程中制动盘温度场和应力场的方法。讨论了温度场和应力场有限元分析时载荷和边界条件的确定 ,以及变材料常数的处理。利用大型有限元软件 ANSYS建立了制动盘的三维对称循环有限元模型 ,对一种制动盘进行了计算和分析 。 展开更多
关键词 三维模型 制动盘 温度场 应力场 计算 列车
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SAPTIS:结构多场仿真与非线性分析软件开发及应用(之一) 被引量:63
4
作者 张国新 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期31-35,44,共6页
介绍大型结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS,包括软件中所采用的单元类型、方程求解方法、大坝全过程仿真的开挖浇筑模拟方法、水化热模型、通水冷却模型、温度边界条件、弹性模量模型、徐变度模型、自生体积变形以及掺MgO混凝土特性... 介绍大型结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS,包括软件中所采用的单元类型、方程求解方法、大坝全过程仿真的开挖浇筑模拟方法、水化热模型、通水冷却模型、温度边界条件、弹性模量模型、徐变度模型、自生体积变形以及掺MgO混凝土特性等,还给出了分析结果表达方式。该软件已成功应用于三峡、二滩、龙滩、小湾、溪洛渡、锦屏、丹江口等四十余个大中型水利水电工程的混凝土坝和其他结构温度场、应力场仿真分析、温控防裂和大坝真实工作性态研究,取得了良好的经济效益。应用成果表明,SAPTIS采用的计算模型能正确反映混凝土材料的热学特性、混凝土结构的应力和变形特性,具有计算速度快、计算规模大、结果精度高等优点。 展开更多
关键词 多场仿真软件 SAPTIS 方程求解 温度场 应力场
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水闸闸墩温度场及应力场仿真分析 被引量:42
5
作者 曹为民 吴健 闪黎 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期48-52,共5页
水闸闸墩开裂已成为水闸建设中的通病 ,要深刻地量化揭示这些裂缝形成的机理 ,需要发展能精细地模拟混凝土的材料特性、浇筑过程及外界环境条件变化的数值方法 .为此 ,应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因进行了探讨 ... 水闸闸墩开裂已成为水闸建设中的通病 ,要深刻地量化揭示这些裂缝形成的机理 ,需要发展能精细地模拟混凝土的材料特性、浇筑过程及外界环境条件变化的数值方法 .为此 ,应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因进行了探讨 .结果表明 ,对水闸闸墩这样的水工薄壁结构 ,如果没有有效的温控措施 。 展开更多
关键词 水闸 闸墩 温度场 应力场 仿真分析
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土体冻融过程中水、热、力三场耦合本构问题及数值分析 被引量:44
6
作者 朱志武 宁建国 马巍 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期138-144,137,共8页
根据传热学、渗流理论及冻土力学提出了带相变的温度场、水分场和应力场耦合问题的数学力学模型及其控制方程。利用自行开发的程序进行数值模拟,加入我们推出的本构关系和所建立的数学力学模型,通过对冻土路基水分场、温度场、应力场三... 根据传热学、渗流理论及冻土力学提出了带相变的温度场、水分场和应力场耦合问题的数学力学模型及其控制方程。利用自行开发的程序进行数值模拟,加入我们推出的本构关系和所建立的数学力学模型,通过对冻土路基水分场、温度场、应力场三场的数值计算结果分析,得到了准确、详尽的符合实际的温度场与应力场、位移场、应变场耦合的计算结果。 展开更多
关键词 冻土 本构模型 耦合 温度场 水分场 应力场
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淬火过程的计算机模拟及其应用 被引量:35
7
作者 顾剑锋 潘键生 胡明娟 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期35-37,44,共4页
籍助于温度场 -相变 -应力和应变的有限元分析方法 (FEM) ,实现了复杂形状工件淬火过程的计算机模拟。模拟结果直观地显示任一时刻工件内部的温度分布、组织分布、应力分布、应变状况及工件任意位置上的冷却曲线 ,为使用者提供了用虚拟... 籍助于温度场 -相变 -应力和应变的有限元分析方法 (FEM) ,实现了复杂形状工件淬火过程的计算机模拟。模拟结果直观地显示任一时刻工件内部的温度分布、组织分布、应力分布、应变状况及工件任意位置上的冷却曲线 ,为使用者提供了用虚拟现实方法详尽分析和研究淬火工艺的工具。本文列举了几个实际应用的例子 。 展开更多
关键词 淬火 温度场 有限元法 计算机模拟 虚拟制造
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论混凝土坝的水管冷却 被引量:47
8
作者 朱伯芳 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期505-513,共9页
水管冷却是混凝土坝重要的温控方法。在水管冷却过程中,混凝土温度场和应力场十分复杂。本文首先系统地总结了现有混凝土坝水管冷却温度场与应力场的分析方法,给出了几个新的计算方法,并提出了其中最优的方法。然后指出,水管冷却是双刃... 水管冷却是混凝土坝重要的温控方法。在水管冷却过程中,混凝土温度场和应力场十分复杂。本文首先系统地总结了现有混凝土坝水管冷却温度场与应力场的分析方法,给出了几个新的计算方法,并提出了其中最优的方法。然后指出,水管冷却是双刃剑,它既能有效控制混凝土温度,有利于防裂;但如使用不当,又可引起严重裂缝。对几个影响应力场的重要因素进行了分析,提出了混凝土坝施工中正确使用水管冷却的几个原则,以达到既有效控制温度又防止裂缝产生的目的。 展开更多
关键词 混凝土坝 水管冷却 温度场 应力场 控制原则
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薄壁混凝土结构施工期温控防裂研究 被引量:43
9
作者 王振红 朱岳明 于书萍 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2007年第6期773-778,共6页
针对施工期薄壁混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为薄壁混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.... 针对施工期薄壁混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施.认为薄壁混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施.结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对某大型渡槽施工期混凝土结构在该温控防裂措施下的温度场和应力场进行仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 薄壁混凝土结构 裂缝 温控防裂 温度场 应力场
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机车制动盘三维瞬态温度场与应力场仿真 被引量:39
10
作者 杨莺 王刚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第10期1257-1260,共4页
基于三维循环对称有限元模型,提出了机车制动盘制动过程中温度场和应力场的计算方法。讨论了边界条件和各种相关参数的确定方法,尤其是机车整个制动过程中制动盘换热系数的计算方法。同时运用有限元软件ANSYS7进行了制动盘及相关部件三... 基于三维循环对称有限元模型,提出了机车制动盘制动过程中温度场和应力场的计算方法。讨论了边界条件和各种相关参数的确定方法,尤其是机车整个制动过程中制动盘换热系数的计算方法。同时运用有限元软件ANSYS7进行了制动盘及相关部件三维瞬态温度场和应力场的仿真与分析。仿真结果表明:在制动开始阶段,制动盘迅速升温,高温区集中在制动盘摩擦面表层,最高温度达220℃;制动过程结束后,整个制动盘有一段较长时间的降温过程;制动盘系统各部分的最大热应力-时间曲线变化规律不一致,但均满足材料强度要求。仿真结果与实验数据相符,证明了该三维有限元模型及其温度场计算方法的正确性。 展开更多
关键词 制动盘 温度场 应力场 有限元 仿真
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大跨预应力混凝土箱梁水化热测试与分析 被引量:43
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作者 汪建群 方志 刘杰 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期29-34,共6页
为避免大跨PC箱梁桥主梁根部梁段混凝土施工期间产生较高的水化热导致温致裂缝,在施工现场对2座大跨PC箱梁桥的3个梁段开展水化热实测,并制作相同养护条件试块同步实测箱梁混凝土早龄期力学性能。根据实测结果,采用有限元软件MIDAS建立... 为避免大跨PC箱梁桥主梁根部梁段混凝土施工期间产生较高的水化热导致温致裂缝,在施工现场对2座大跨PC箱梁桥的3个梁段开展水化热实测,并制作相同养护条件试块同步实测箱梁混凝土早龄期力学性能。根据实测结果,采用有限元软件MIDAS建立相应梁段的时变模型,研究箱梁混凝土水化热温度场和应力场的发展规律,并对拆模时间进行参数分析。结果表明:大跨PC箱梁在施工期间会产生持续1周的水化热,在前1-2d内达到峰值温度,此时箱梁腹板表面混凝土处于拉应力状态,后续降温过程则内部受拉,如内外温差过大容易出现内外贯通的温致裂缝。可优化混凝土配合比,控制水泥用量,并掺入适量粉煤灰,以降低高强混凝土的水化热。建议大跨PC箱梁桥从水化热控制的角度合理确定拆模时间,在正常天气情况下应控制拆模时间不少于4d。 展开更多
关键词 箱梁桥 预应力混凝土结构 大体积混凝土 早龄期裂缝 水化热 温度场 应力场 有限元法
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多年冻土路基水-热-力耦合理论模型及数值模拟 被引量:39
12
作者 毛雪松 李宁 +1 位作者 王秉纲 胡长顺 《长安大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期16-19,62,共5页
在建立多年冻土地区路基非稳态温度场控制方程、水分迁移的有限元控制方程和路基变形场及应力场计算模型的基础上,提出水热力耦合模型。以青藏公路唐南段K3393+950的冻土路基为计算对象,得出了1月份路基温度场、水分场及应力场(变形场)... 在建立多年冻土地区路基非稳态温度场控制方程、水分迁移的有限元控制方程和路基变形场及应力场计算模型的基础上,提出水热力耦合模型。以青藏公路唐南段K3393+950的冻土路基为计算对象,得出了1月份路基温度场、水分场及应力场(变形场)的分布规律:路基温度场内部存在着未冻土核;水分场在温度梯度的作用下有向冻结冰锋线迁移的趋势;在负温条件下,土体的体积含冰量超过临界值时,将产生冻胀现象。研究结果表明,多年冻土地区路基的温度场、水分场及应力场一直处于动态变化中,路基的热状况、水分状况与变化规律及由此引起的应力重分布是引起道路冻害的主要因素。 展开更多
关键词 道路工程 多年冻土路基 温度场 水分场 应力场 水-热-力耦合模型
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堆焊金属残余应力场的计算机模拟 被引量:15
13
作者 杨庆祥 李艳丽 +1 位作者 赵言辉 姚枚 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期44-46,共3页
采用 6 0CrMnMo钢为基体材料 ,用AST型X射线应力分析仪对堆焊残余应力场进行了测定。发现在堆焊金属中心部位和熔合区附近的热影响区出现了两个残余拉应力峰值。用ANSYS计算软件 ,模拟了堆焊过程中温度场和残余应力场的分布 ,在模拟中... 采用 6 0CrMnMo钢为基体材料 ,用AST型X射线应力分析仪对堆焊残余应力场进行了测定。发现在堆焊金属中心部位和熔合区附近的热影响区出现了两个残余拉应力峰值。用ANSYS计算软件 ,模拟了堆焊过程中温度场和残余应力场的分布 ,在模拟中考虑了马氏体相变、杨氏模量及其它参数对计算结果的影响 ,并将计算值与残余应力场的测量值进行了比较。结果表明 ,残余应力场的计算结果与实测结果吻合较好 ,说明本文建立的有限元计算模型是有效的。采用这一模型 ,模拟了不同试样尺寸对堆焊金属残余应力场分布的影响。计算结果表明 ,随着试样尺寸的增大 ,残余应力峰值增大 ,且峰值位置发生变化。 展开更多
关键词 温度场 应力场 残余应力 有限元分析 堆焊 计算机模拟
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冻融循环对寒区隧道结构冻胀力的影响 被引量:39
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作者 耿珂 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2013年第4期913-919,共7页
为了更全面的了解冻融循环和冻胀力作用对隧道的结构影响,以内蒙古寒区公路隧道的304国道阿拉坦公路隧道为依托,采用弹性力学方法计算阿拉坦隧道承受的冻胀力.采用大型有限元模拟软件ANSYS对隧道断面进行温度场-应力场的耦合分析,计算... 为了更全面的了解冻融循环和冻胀力作用对隧道的结构影响,以内蒙古寒区公路隧道的304国道阿拉坦公路隧道为依托,采用弹性力学方法计算阿拉坦隧道承受的冻胀力.采用大型有限元模拟软件ANSYS对隧道断面进行温度场-应力场的耦合分析,计算了工程50a冻融循环后隧道断面的冻胀力,并对比分析了弹性力学方法和现场测试结果.结果表明:理论及数值模拟计算的结果之间能够较为近似的相互印证,可以通过对隧道冻胀力的理论及数值模拟计算结果的比对,及时了解隧道运营期间结构受力性状的变化情况,来判断隧道结构的安全度和可靠度. 展开更多
关键词 冻胀力 温度场 应力场 数值模拟
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冻土地区水渠的温度场和应力场数值分析 被引量:35
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作者 刘雄 宁建国 马巍 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2005年第6期932-938,共7页
建立了含损伤的冻土弹性本构模型,对于在不同冰体积含量和不同温度下的冻结砂土,由该损伤本构模型计算的结果与实测的应力-应变曲线相吻合.利用自行开发的程序进行数值模拟,通过对渠道冻结水分场、温度场、应力场三场的数值计算结果分析... 建立了含损伤的冻土弹性本构模型,对于在不同冰体积含量和不同温度下的冻结砂土,由该损伤本构模型计算的结果与实测的应力-应变曲线相吻合.利用自行开发的程序进行数值模拟,通过对渠道冻结水分场、温度场、应力场三场的数值计算结果分析,得到了比较准确且符合实际的温度场与应力场、位移场、应变场耦合的计算结果,与前人计算结果相符合,规律一致.算例表明,此程序能够计算冻土材料的相关物理量,且能很好地描述它们之间的关系,可为工程设计和施工提供必要的参考. 展开更多
关键词 冻土 损伤 耦合 温度场 应力场
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基于ANSYS的中厚板焊接有限元三维数值模拟 被引量:20
16
作者 罗金华 王晓熙 胡伦骥 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期83-86,共4页
基于大型有限元分析软件ANSYS ,对中厚板焊接的温度场和应力应变场进行三维数值动态模拟 ,并将计算量控制在可接受的范围内 .建模时采用两种单元结合以获得焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格 ,热载荷施加过程中采用余量控制法 ,... 基于大型有限元分析软件ANSYS ,对中厚板焊接的温度场和应力应变场进行三维数值动态模拟 ,并将计算量控制在可接受的范围内 .建模时采用两种单元结合以获得焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格 ,热载荷施加过程中采用余量控制法 ,应力应变场的分析采取了一系列非线性措施 .计算结果表明在焊接和冷却过程中角变形沿纵向并不总是线性分布的 . 展开更多
关键词 中厚板焊接 三维数值模拟 焊接过程 有限元分析 ANSYS 温度场 应力应变场 余量控制法
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寒区挡土墙温度场、渗流场和应力场耦合问题的非线性分析 被引量:25
17
作者 赖远明 刘松玉 吴紫汪 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期88-95,共8页
根据传热学,渗流理论及冻土力学提出了带相变的温度场、渗流场和应力场耦合问题的数学力学模型及其控制方程。应用伽辽金法导出了这一问题的有限元计算公式。给出了一寒区挡土墙考虑渗流和冻胀时的温度场和应力场算例。算例表明渗流对... 根据传热学,渗流理论及冻土力学提出了带相变的温度场、渗流场和应力场耦合问题的数学力学模型及其控制方程。应用伽辽金法导出了这一问题的有限元计算公式。给出了一寒区挡土墙考虑渗流和冻胀时的温度场和应力场算例。算例表明渗流对寒区挡土墙周围的温度场影响很大,而冻胀力对寒区挡土墙的水平应力影响很大。 展开更多
关键词 寒区挡土墙 温度场 渗流场 应力场 耦合问题
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高地温隧道温度与热应力场的弹性理论解 被引量:36
18
作者 邵珠山 乔汝佳 王新宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期1-8,共8页
随着地下工程的发展,对于埋置较深和地质环境较为复杂的隧道工程,高地温问题已经成为一个重要的工程问题并引起了国内外学者的广泛关注。研究隧道的温度场分布问题对于解决寒区隧道冻融问题、高温隧道问题、隧道火灾灾害等是十分必要的... 随着地下工程的发展,对于埋置较深和地质环境较为复杂的隧道工程,高地温问题已经成为一个重要的工程问题并引起了国内外学者的广泛关注。研究隧道的温度场分布问题对于解决寒区隧道冻融问题、高温隧道问题、隧道火灾灾害等是十分必要的。针对高地温环境中的圆形隧道,假定其具有一定长度且承受轴对称的温度荷载和地应力作用,建立两端简支的二维稳态的热传导方程和平衡方程。利用无量纲化和微分方程级数求解的方法,得到了包含温度场、位移场及应力场的热弹性理论解。依据上述研究结果,以某包含衬砌的圆形断面隧道为例进行了热弹性分析,并得到了由于隧道开挖而引起的围岩的温度变化范围。研究所得结论可为隧道施工及运营过程中隧道的保温隔热提供重要的理论依据。 展开更多
关键词 隧道 高地温 温度场 热应力场 解析解
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光学窗口材料激光辐照热-力效应的解析计算研究 被引量:31
19
作者 黄峰 牛燕雄 +1 位作者 汪岳峰 段晓峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期576-580,共5页
建立了高功率连续激光辐照透明光学材料的热力学模型,通过积分变换方法求解三维热传导方程,得出了激光辐照引起的瞬态温度场分布的精确解析解,并在此基础上进一步求得热应力场的瞬态分布。以1.315μm的高能氧碘激光辐照熔石英玻璃为例,... 建立了高功率连续激光辐照透明光学材料的热力学模型,通过积分变换方法求解三维热传导方程,得出了激光辐照引起的瞬态温度场分布的精确解析解,并在此基础上进一步求得热应力场的瞬态分布。以1.315μm的高能氧碘激光辐照熔石英玻璃为例,计算了熔石英在激光辐照下的温度场与热应力场分布,分析了其激光损伤机理。研究结果表明由于熔石英具有优良的热稳定性,温度不均匀分布所产生的热应力相对较小,激光损伤主要是受辐照区域温度值超过材料熔点发生熔融破坏。理论分析结果与相关的实验结论一致,说明所建立激光辐照效应模型的合理性。 展开更多
关键词 激光物理 激光辐照效应 温度场 应力场 光学窗口 激光损伤机理
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湿式换挡离合器温度场和应力场影响因素分析 被引量:32
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作者 张金乐 马彪 +1 位作者 张英锋 李和言 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期660-664,共5页
针对液力机械传动装置中的湿式换挡离合器,研究结合过程中影响摩擦副温度场和应力场分布的因素.运用大型有限元软件ABAQUS建立湿式换挡离合器摩擦副三维有限元模型,建模过程充分考虑了摩擦副之间的摩擦接触、相对旋转运动和热机耦合等因... 针对液力机械传动装置中的湿式换挡离合器,研究结合过程中影响摩擦副温度场和应力场分布的因素.运用大型有限元软件ABAQUS建立湿式换挡离合器摩擦副三维有限元模型,建模过程充分考虑了摩擦副之间的摩擦接触、相对旋转运动和热机耦合等因素,并分析了摩擦副相对转速差、对偶钢片厚度和工作油压对于对偶钢片温度场和应力场分布的影响.结果表明,高转速差使接触面中部区域的温度和应力都增加,加大盘面上的径向应力梯度.在一定厚度范围内,增加钢片厚度会加大接触面温度场和应力场分布的不均匀性.较高和较低的工作油压均会改善盘面温度和应力分布,但都会对车辆性能带来不利影响. 展开更多
关键词 湿式离合器 有限元 温度场 应力场 热机耦合
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