喷射沉积板材成形与热应力研究

研究了板材的多层喷射沉积制备工艺过程中出现的热应力及其对材料成形的影响规律．提出界面热应力、层间热应力和不均匀沉积热应力均为主要的热应力，进而对相关的板材成形实验现象作出了合理的解释．在综合考虑工艺参数、热应力和板材成形三者关系的基础上，优化工艺参数，制备出５００ｍｍ３００ｍｍ２０ｍｍ的耐热铝合金ＦＶＳ０８１２板材     

大型汽轮机转子动态热应力的数学模型

应用黄仙、倪维斗在《动力工程》第１５卷第６期提出的“复频法”建立了转子动态热应力（热或冷冲击问题）的精确数学模型。该模型改变了以往的转子热应力研究中，不论是有限元法还是解析法，均将问题作“拟静态”处理的思想。更深入地分析了大型汽轮机转子的热应力问题，并以离散相似法对大型汽轮机转子的动态热应力进行了数字仿真。结果表明转子动态热应力不能由“拟静态”热应力表示。在我国电网峰谷差日益扩大，大批２００ＭＷ机组参与调峰运行的情况下，转子动态热应力精确数学模型的建立，为统筹解决调峰机组的灵活、安全性提供了有力的数学工具。     

电站锅炉膜式水冷壁鳍片管温度场,热应力场分析

研究了膜式水冷壁鳍片管的管壁温度分布和热应力状态，提出了附加热应力的概念，得到了鳍片管温度场、局部热应力及附加热应力的计算表达式，适用于工程实际．     

U型或浮头式换热器管板中的热应力及其主要影响因素研究

采用有限元法研究了U型或浮头式换热器管板中的热应力，并考察了管板厚度及管壳程对流换热系数的影响。研究结果表明，对于U型或浮头式换热器，管板内仍存在较大的热应力，这是由于管板上换热管中热量传递造成的，并且当管板较厚时这种应力更为突出；在管程走热流体时，管板两侧表面存在拉伸热应力，降低管板厚度可以有效地降低由热载荷引起的管板壳程侧表面热应力，壳程侧表面热应力可由40 MPa降至-13 MPa；壳程传热系数对管板温度场的影响明显，在换热器设计中使对流换热系数较低的介质走壳程有利于降低管板的热应力。     

不同材质高炉冷却壁热应力计算

计算了铸铁冷却壁与铜冷却壁在相同条件下热面热应力，通过计算得知，铜冷却壁具有更小的热应力，其值远小于它的拉伸强度，不易使冷却壁产生裂纹，因此，从热应力能引起裂纹产生角度看，铜冷却壁性能优于铸铁冷却壁。     

阳极支撑平板SOFC单电池热应力数学模型分析

运用固体力学中的板壳理论分析了阳极支撑型平板SOFC单电池中各层的热应力状态，在各类边界条件下得到了相应的热应力分析，认为在通常的边界条件即连接板协同膨胀情况下单电池受拉应力。防止拉应力导致单电池破裂的主要措施是尽量减少连接板的热膨胀系数α0，使（α0-αi）更小。自由边界没有热应力，但有最大的热变形，因此生胚烧结成形时必须加外力压紧。     

网眼多孔陶瓷中缺陷形成的有限元分析

根据有机泡沫模板孔筋实际结构，设计了合理的模型，采用有限单元法对脱胶过程中的热应力进行了计算．计算结果表明：凹三角形的棱角处最易破坏，随着涂覆厚度的增加，热应力逐渐减小，这样就可以减小热应力对涂覆层的破坏，提高材料的力学性能．在有限元分析的基础上，采用改进的两次离心挂浆工艺制备了网眼多孔陶瓷，增加了模板的涂覆厚度，材料的力学性能得到了显著提高．实验结果与理论计算相吻合，有力证明了有限元计算结果的正确性及其对工艺改进的重要指导意义．     

汽轮机最佳启动方式研究

从总损耗最小出发，讨论了汽轮机启动的最佳方式—即在最佳应力下的等热应力启动，并根据损伤及优化理论提出了确定最佳应力的方法和最佳应力带的概念。实际启动时，使热应力在最佳应力带内波动，即可使总损耗最小而实现最优启动     

热应力的交变作用对边坡危岩体形成的影响

温度差产生的热应力对促进边坡岩体风化进程有重要影响。根据有限元法原理,分析了边坡热应力场的交变特性和作用特点,提出了热应力作用下的疲劳破坏判断并结合重庆市危岩体发育特征,分析了热应力作用下凹腔的形成机理。     

均匀化分析扫描路径对熔射皮膜热应力的影响

基于均匀化方法，建立了宏细观连成热应力场计算数学模型，用有限元法计算模拟了等离子熔射快速成膜过程皮膜热应力场，对四种不同喷枪扫描路径下熔射成形皮膜冷却过程热应力场进行了分析。结果表明：采用回形向外扫描模式，皮膜中的等效热应力峰值最小；线性扫描情况下长折线处的应力比短折线处的应力高。在实际喷枪扫描路径的设计和选择中，应尽可能地选择回形向外的扫描模式，同时使组成扫描折线的线段应尽量取短些，以利于降低涂层中的峰值应力。     

冲击热流快速加热半无限体热冲击问题非傅立叶效应研究

基于热量传播速度为有限值的双曲线型导热微分方程式,对实际中常见的冲击热流快速加热半无限体所产生的动态热应力问题进行了理论研究,分析了动态温度效应和热;中击期间动态热应力的变化规律。所得结果对完善发展热冲击理论及分析其机理都具有重要的意义。     

高射速自动机身管热容量及热应力分析

针对高射速自动机在连续射击条件下,身管承受高频、高温及高压冲击作用的特点,采用传热学理论与有限元方法相结合方法,建立了高射速自动机身管热结构耦合分析模型.选取不同管径比的身管为实例,对自动机以高射速连续射击条件下身管的热容量和热应力情况进行了仿真,得出了管壁温度和热应力随连续射弹数的变化趋势及热应力在管壁内的分布规律,在考虑膛压和温度场共同作用下,进一步分析了热应力的存在对不同管径比身管强度安全性的影响.该文分析方法和仿真结果对小口径高射速自动机身管的设计具有一定的参考价值.     

瞬态热冲击下热电材料梁的温度场及热应力分析

基于热电材料特性,通过热电平衡方程和本构方程,得出热电材料梁瞬态模型的控制方程.采用分离变量法结合模型的初始条件和边界条件求出热电材料梁的非线性瞬态温度场,根据热应力理论分析求出瞬态热应力场,利用数学软件MATLAB给出了热电材料梁的呈抛物线分布的瞬态温度场和瞬态热应力场的特性曲线,研究了热冲击载荷下的热电材料梁在热电耦合环境中的热应力分析.讨论了不同时刻温度场和应力场随厚度的变化,以及对比p型和n型Bi₂Te₃热电材料梁热应力特性曲线.结果表明:瞬态温度场受其瞬态项的影响随厚度增加有增有减;瞬态温度场和瞬态热应力场随时间的增加最终趋于稳态不再随时间变化;趋于稳态后的Bi₂Te₃热电材料梁的热应力最值大于瞬态下的热应力最值;p型Bi₂Te₃热电材料梁的热应力总是大于n型Bi₂Te₃热电材料梁的热应力.     

PBGA封装体的热-结构数值模拟分析及其优化设计

基于热弹性力学和结构优化理论,针对典型的PBGA封装体在工作过程中的受热问题,建立了有限元数值模拟分析模型,模型中考虑了完全和部分两种焊点阵列形式,采用了基于散热功率的热生成加载、热循环加载和热循环、热生成综合加载三种方式．计算结果与文献中的实验结果进行了比较,并讨论了各层材料的主要参数对封装体热-结构特性的影响,算例结果表明对电子封装体的热-结构特性分析采用有限元数值模拟是可行的,并据此分别以最大应力最小化和封装体质量最轻为目标,对封装体进行了优化设计,为提高封装件的可靠性和优化设计提供了理论依据．     

ZrO2-ZiCrAl系功能梯度热障涂层界面残余热应力研究

研究用等离子喷涂方法制备Ｚｒｏ２－ＮｉＣｒＡｌ系功能梯度热障涂层的不同梯度过渡层之间,以及与基体之间界面的残余热应力和功能梯度热障涂层厚度、组分对残余热应力的影响．方法来用热弹性有限元方法．结果所设计的功能梯度热障涂层的界面残余热应力得到有效缓和．结论对于所要保护的基体,可用有限元数值分析结果选择适当的功能梯度材料体系．     

云纹干涉热复制技术研究双材料界面热应力

用云纹干涉技术和热复制变形栅技术研究了双材料搭接试件界面区域的热应力和热变形。在云纹干涉实验中,提出了热复制硅橡胶变形栅的新技术并利用光載波技术将均匀热膨胀变形与热应力相关热变形分离,在实验的基础上给出了双材料界面及周围区域的热应力分布和角点处应力集中状态并对此进行了讨论。     

多芯片双面PCB的热应力分析

运用隔热材料和复合材料的计算公式,采用三维有限元方法,计算了单芯片组和多芯片组集成电路板的温度场和热应力场。数值模拟结果显示,芯片组与印刷电路板之间存在较大的剪应力,这可能是芯片剥离的原因之一。芯片位置对电路板的温度场和热应力场分布影响很大。合理地布置各芯片,可有效降低电路板的温度极值和应力极值。     

热膨胀系数对气体钻井井底岩石应力场的影响

气体钻井中高压气体通过喷嘴发生焦耳—汤姆逊效应,导致井底温度降低,井底低温影响井底附近岩石应力分布。在热膨胀系数为常数和随机变量两种情况下,研究了低温对气体钻井中井底岩石应力分布的影响。结果表明：井底温度降低,切向应力增大,径向应力减小,意味着井底温度降低,岩石变得容易破裂,有利于提高机械钻速;热膨胀系数为常数和随机变量两种情况下,应力分布趋势相同,只是数值上有所差别,热膨胀系数为随机变量时的切向应力数值大于热膨胀系数为常数时的切向应力。     

矩形薄板热屈曲应力的数值分析

对处于温度场中承受不同边界条件约束的矩形薄板进行应力分析和热屈曲分析 ,建立起关于平面温度应力的非线形偏微分方程 ,并应用五节点差分法对其进行求解 ,从而得出矩形薄板受温度场作用和相应边界条件约束时的应力分布特点