有限变形下机—热耦合效应的有限元分析

摘要

为实现压电智能结构形状(振动)的准确控制,精确预测结构的变形至关重要.由于热机之间存在耦合,而且结构发生有限变形时,材料的热传导系数不再保持为常数,而与结构的变形有关.本文采用有限元方法,计及变形对热传导系数的影响,研究了结构在热载荷作用下变形与热传导之间的耦合特性.分析表明,结构变形较小,非线性效应很弱时,变形对材料的热传导系数影响很小,对结构的温度分布几乎没有影响;当变形增大,非线性效应增强时,热载荷作用下结构的温度分布及变形与现行分析方法所得结果产生明显差异,说明变形对材料的热传导特性影响显著.因此,为准确描述结构在热载荷作用下的变形,实现形状(振动)的精确控制,理论分析及实施控制时须考虑热机耦合及变形对热传导系数的影响.