热应变

摘要： 采用热压罐固化成形的纤维增强复合材料工件在脱模后通常与模具形状有一定出入,影响成型的精度和质量。为研究曲面零件固化变形规律,将C形圆台壳件的几何形状用母线长度、半高处半径、圆心角、半顶角、厚度5个参数表征,并基于虚功原理和小变形假设推导由于固化工艺中温度改变导致的形状变化公式。结果表明:固化后此类工件的厚度减小,半高处半径缩小、圆心角增大、母线变短、顶角变小。与有限元模拟正交实验对比,验证了公式的正确性;给出了基于path-dependent本构关系的固化变形有限元模拟的简化实现方案,与文献相比可以减少80%的计算时间,且实现难度较低。分别用本公式、热弹性有限元模型、path-dependent有限元模型计算某小型固定翼飞机的机头罩固化变形,预测半跨长平均缩小量分别是8.1 mm、7.6 mm、6.1 mm,均与实测值7.7 mm基本吻合;计算结果可以解释该零件的装配变形现象。

摘要： 通过测试高温下掺与未掺聚丙烯(PP)纤维、有无钢筋网的C60高性能混凝土板内部不同深度处的温度和热应变变化,研究了PP纤维和钢筋网对C60高性能混凝土板高温变形性能的影响.结果表明:C60高性能混凝土板内部各深度处的温度随着加热时间的推移而升高,随着与受热面距离的增加而递减;与高温下未掺纤维但布置钢筋网的钢筋混凝土板升温速率相比,掺加PP纤维可降低钢筋混凝土板的升温速率;高温下混凝土板的热应变随着温度的升高而增大,在相同温度下,距混凝土板底部受热面50 mm处的热应变最大;与高温下未掺纤维但布置钢筋网的钢筋混凝土板热应变相比,掺加PP纤维可降低钢筋混凝土板的热应变,两者在距钢筋混凝土板底部受热面25、50、75 mm处所测的热应变最大差值分别为54、50、36μm/m左右;距底部受热面25 mm时,钢筋混凝土板中钢筋周围混凝土的热应变明显小于无钢筋网混凝土板的热应变,表明钢筋和PP纤维均能降低混凝土在高温下的热应变,改善混凝土的变形性能.

摘要： 随着民用飞机的不断发展,复合材料在民用飞机上的使用比例越来越高,复材与金属的混杂连接结构细节也越来越多。民用飞机使用的环境温度包线大,在-75°C~55°C之间,研究金属与复合材料混杂连接结构的热应力及应变具有必要性。使用控制变量法和对比法,通过有限元建模计算,研究不同厚度的铝合金和钛合金与同一种复合材料连接的结构热应力与应变。结果表明,在相同温度载荷及金属厚度在3 mm~6 mm之间时,复合材料的热应变与钛合金结构厚度成反相关,且钛合金框的热应力比复合材料蒙皮的热应变对钛合金框厚度的变化更敏感;复合材料的热应变与铝合金结构的厚度变化成正相关;钛合金框结构的热应力与自身厚度成反相关,铝合金框结构的热应力与自身厚度成反相关。研究结果具有一定借鉴意义和价值。

摘要： 为降低温度变化对隧道水泥砂浆材料强度和变形的影响,在隧道工程中引入具有自调温能力的相变材料,制备成相变材料水泥砂浆。首先,将石蜡、高密度聚乙烯和膨胀石墨熔融共混,获得复合相变材料;然后,掺入水泥砂浆中,得到新型相变水泥砂浆。通过搭建热响应测试平台,分析其热应变随温度变化规律,评估其蓄热性能,并对比得出相变材料对不同水灰比砂浆试样的热力学性能影响。结果表明:复合相变水泥砂浆能发挥相变材料的蓄热性能,其相变潜热为34.82 J/g,热应变比普通水泥砂浆材料最大降低36.63%。相变材料的掺入有效降低了试样的表面温度和热应变,这对改善水泥砂浆材料的温度变形及控制裂缝的发展具有重要作用,可为能源地铁隧道及其裂缝修复等提供新型材料。

摘要： 为了改善混凝土板在高温作用下热应变的变化程度,本文将聚丙烯纤维(简称PP)掺入到C60HPC小板中,研究其对混凝土热应变及温度传递的影响,试验设计了素混凝土、PP体积掺量分别为0.1％、0.2％、0.3％的4块C60HPC小板,模拟高温试验,测试混凝土小板不同深度处(距离小板受火底部25、50、75 mm)的温度及对应的热应变值,分析热应变值随时间和受火温度的变化规律,研究PP纤维对C60HPC小板热应变的影响.结果表明:不同PP纤维掺量的C60HPC小板在不同深度处的热应变值随着时间的变化基本呈直线上升的变化规律;掺PP纤维对高温作用下C60HPC小板的热应变有一定的抑制作用,最优PP纤维掺量为0.2％;在一定温度范围内,PP纤维掺量为0.2％的C60HPC小板热应变和温度基本呈二次函数关系,相关性较好.

摘要： 对固化温度为60°C的环氧树脂灌封材料在-30～60°C环境温度下的力学和物性参数以及固化残余应变进行测试,并以此为输入条件,采用有限元模型对环氧树脂灌封结构的热应变进行模拟,并与试验结果进行对比,研究了环氧树脂灌封结构的热力耦合特性.结果表明:该环氧树脂灌封结构的仿真热应变和试验热应变的相对误差均在工程允许范围内,有限元模拟结果较准确;在-30～60°C范围内产生的热应力远小于其断裂强度,在该温度范围内不会因热应力而开裂.

摘要： 为研究阳光辐照和环境温度对经纬仪的影响,针对DJ2经纬仪进行有限元建模.使用Ansys workbench软件对DJ2经纬仪整体和镜筒支架分别进行夏日和冬日两种阳光辐照下的稳态与瞬态热-结构耦合的数值计算,并分析相应构件的热应变结果.分析结果表明,冬日环境较夏日环境下经纬仪结构变形较为明显,其中主要的受热变形位置为木制三脚架部分.通过对镜筒支架进行热瞬态分析,镜筒支架在夏日环境和冬日环境下达到系统热稳定状态的时间分别为2790 s、2670 s,稳定温度分别为29.749°C、5.3119°C,稳态结构总变形分别为24.475e-3 mm、54.252e-3 mm.

摘要： 推算气温变化时不同深度地层的地温变化幅度,进而计算其引起钢管基岩标石的线性胀缩量,结果表明:温度变化对钢管基岩标石的高程和钢管基岩标石间高差的影响量是水准成果应用中必须加以考虑和排除的.

摘要： 以某型号碳纤维/铝蜂窝太阳翼基板的金属埋件安装结构为研究对象,通过建立碳纤维/铝蜂窝太阳翼基板模型,采用有限元分析方法仿真金属埋件部位在高低温交变条件下的热应力和热应变,分析金属埋件部位的受力情况.通过开展试验,验证仿真分析的正确性,为后续新产品结构设计、生产工艺控制提供数据支撑.

摘要： 热电材料是一种可以实现热电转换的功能材料,目前低热电转换效率严重阻碍了热电材料的广泛应用.从微观结构入手,研究热电材料的共性特征和热应变规律是提高热电转换效率和探索新型高效热电材料的突破口.以合金型热电材料为基础,运用分子模拟技术分析合金型热电材料的能带结构和态密度、声子速度和载流子相对质量,并通过与非热电材料相应指标计算值的对比,得出二者之间相对关系以及高性能热电材料建议参数,并分析这些微观特征的热应变规律.结果表明:高优值热电材料的载流子相对质量是非热电材料的15倍,非热电材料能隙最小值是高优值热电材料的20倍,声子速度最小值是高优值热电材料的4倍;每种高优值热电材料都有最优温度区间,体现为态密度峰值高和载流子相对质量上升幅度大;同样的,高优值热电材料也有最佳温度值,在此温度值下态密度峰值和载流子相对质量可达到峰值.

摘要： 地下岩土换热器作为地能利用和地下岩土储能的重要装置,涉及复杂的地下结构体传热传质和地下结构热应变影响,在大温差长期应用后可能造成缘于热变形和结构热变异的传热能力下降或失效问题.纵观国际应用中存在的问题,提出地下换热结构热应变和结构缺陷的失效影响问题,力求通过探索地下置管-岩土-回填材料构成的换热结构体热应变和变形,实现热胀缩变异控制,提升可靠性和长期寿命,避免地下换热系统失效.

摘要： 本文以最近引进三菱600W超超临界机组汽轮机主进汽阀门(MSV)为研究对象，阐述了MSV温度场及热应变场计算原理，并用CFX软件进行了三维瞬态温度场计算，应用ANSYS软件进行了热应变计算.计算得到了启动过程中各时刻的温度场与热应变场，并分析了最大热应变位置及其原因.

摘要： 该文对钛合金钢板的焊接部位进行了单光束激光散斑照相，得到了一系列由某一高温降至室温时的双曝光位移散变图。然后用逐点分析法测出焊接部位在各温度区间的热位移，由于得到的实验结果与现有数据相匹配，即焊接部位热应变随温度升高越来越大。

摘要： 采用热机械分析仪（TMA），研究了不同低温保护剂种类、浓度以及降温速率对猪关节软骨从0°C到-100°C范围内降温过程热膨胀行为的影响。结果表明：关节软骨表面不同区域的含水量有较大差异，不可避免地存在非均匀热膨胀现象；5°C/min时的热应变变化值是1°C/min的1.45倍，但后者所需时间是前者的3倍，表明当关节软骨经历快速降温时，其较大的热膨胀必然产生较大的热应力，因而慢速降温更适合于关节软骨的低温保存；低温保护剂能显著抑制关节软骨冻结膨胀行为，且在低浓度时，DMSO比甘油和丙二醇的保护效果更好，而当浓度足够高时，如60%v/v，三种低温保护剂均能完全抑制关节软骨冻结膨胀现象。

摘要： 碳钢的焊接过程往往伴随着相变的发生,由相变引起的体积变化将会影响应力和应变的历程.本论文以Q345钢的焊接为例,采用有限元模拟来研究固态相变对焊接残余应力的影响.通过设置不同温度时热应变的值将相变引起的体积变化等效为热应变.模拟包括考虑相变和不考虑相变两种情况.通过结果可以看到,在两种模拟中焊缝区纵向应力的分布趋势基本相同.但是在不考虑相变的模拟中,在焊缝区和热影响区存在很大的应力,最大值可达427MPa.对于横向应力,相变不仅影响应力的值,并且改变了焊缝中间部分应力的方向.同时用X射线法测量了焊接残余应力.考虑相变的模拟结果与实验结果吻合得较好.因此可以得出结论焊接过程中相变对残余应力的分布具有显著的影响,在有限元的模拟焊接过程中是不能忽略的.

摘要： 固有应变法可以实现大型结构焊接变形的预测,对结构焊接工艺有重要的指导意义.正确地计算固有应变和有效的施加固有应变决定了焊接变形计算结果的可靠性和精确度。本文介绍了加载固有应变的方法及其预测焊接变形的应用,通过有限元模拟与实验结果对比,以及弹塑性有限元法和固有应变法的计算结果对比,说明了热应变法和初应力法的正确性,为准确预报焊接结构的变形提供了参考依据。

摘要： 本文研究对象为某地下人防工程一面超长钢筋混凝土墙(352米，未设伸缩缝)。该墙内侧处于地下室内部，外侧是一条过道，过道上方采用夹层玻璃作为屋顶。因此，该墙内外侧温度条件差异较大。由于该墙结构条件与所处温度环境特殊，有必要对其进行温度影响的分析。本次试验对墙体内部钢筋，墙体混凝土表面和设计的自由边界混凝土试件进行了应变测量。通过将试件应变减去墙体某处的应变，估算墙体的热应变，进而推断墙体的热应力分布。

摘要： 通过对试件在激光与材料非熔凝作用下动态变形过程、热作用区侧面温度场的实时测量及激光照射后试件在光斑作用中心处横截面的组织分析,得知试件的最终变形是热应变与相变共同作用的结果,进一步完善了薄板激光变曲的变形机理;同时揭示了试件在热作用区侧面温度场的分布规律.试验结果为激光非熔凝加工的应用研究提供了指导.

摘要： 用激光散斑对金属材料焊接件进行照相，得到在某一温度区间的双曝光位移散斑图，然后用逐点分析法分析焊接部位附近的位移场，进而求出热应变、热应力的分布，通过实例检测出焊缝中某些部位的缺陷。

摘要： 基于浇铸钢水在板坯连铸结晶器内凝固行为的充分考虑,详细描述了板坯结晶器窄面铜板锥度的影响因素和理论预测方法,并以某钢厂四号板坯连铸机为研究对象,针对具体的浇铸工艺条件进行了结晶器窄面理论锥度的仿真预测,仿真结果表明,结晶器窄面理论锥度沿高度方向上先增大后减小,其变化趋势随着拉坯距离的增加而逐渐平缓,可为板坯连铸机结晶器锥度的合理设计提供重要的理论支撑。

摘要： 一种利用振弦式应变计测量墙体水化热温度约束应变的方法，包括以下步骤：a.校验步骤，该校验步骤包括且次序不限于：(1).选取振弦式应变计，测其热膨胀系数，将应变计的热膨胀系数减去墙体热膨胀系数得出振弦式应变计与墙体之间的差异应变；(2).以近似墙体水化热温度变化的过程改变振弦式应变计的外部温度，记录应变计读数随温度的变化，从而求得自身应变；b.将经过校验的应变计埋入墙体，测量墙体上各点由于水化热温度变形受到约束而产生的应变；c.将上述测量值减去差异应变与自身应变，求得墙体的实际应变。通过在实际测量之前添加一检验步骤，得出振弦式应变计的差异应变与自身应变，在实际测量时将之剔除，求得墙体实际应变。

摘要： 本发明涉及一种基于局部应变的热力载荷下热防护结构应变场重构方法，包括：构建基于热防护结构局部应变识别热力载荷的反问题代理模型；构建基于热力载荷重构结构应变场的正问题代理模型；基于热防护结构局部应变重构热防护结构应变场：获取热防护结构的局部应变，将其代入反问题代理模型，获得热防护结构所面临的热力载荷特征，将所述热力载荷特征代入正问题代理模型，获得热防护结构的应变场。本发明解决了目前方法重构热力载荷下热防护结构应变场时所面临的重构精度低、重构效率差等问题。仅需对结构进行局部应变测量，即可快速准确地重构热防护结构应变场，具有重要的工程应用价值。

摘要： 一种利用振弦式应变计测量墙体水化热温度约束应变的方法，包括以下步骤：a.校验步骤，该校验步骤包括且次序不限于：(1)选取振弦式应变计，测其热膨胀系数，将应变计的热膨胀系数减去墙体热膨胀系数得出振弦式应变计与墙体之间的差异应变；(2)以近似墙体水化热温度变化的过程改变振弦式应变计的外部温度，记录应变计读数随温度的变化，从而求得自身应变；b.将经过校验的应变计埋入墙体，测量墙体上各点由于水化热温度变形受到约束而产生的应变；c.将上述测量值减去差异应变与自身应变，求得墙体的实际应变。通过在实际测量之前添加一检验步骤，得出振弦式应变计的差异应变与自身应变，在实际测量时将之剔除，求得墙体实际应变。

摘要： 本发明属于纤维增强陶瓷基复合材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种通过迟滞回线预测纤维增强陶瓷基复合材料热残余应力和热残余应变的方法。本发明首先对纤维增强陶瓷基复合材料循环加卸载拉伸，获得不同峰值应力的循环加卸载应力‑应变曲线；通过对0.005％内的应力应变曲线分析，获得复合材料弹性段弹性模量；通过对加载段迟滞回线应力应变曲线分析，获得峰值应力处的切线模量；根据迟滞回线的峰值应变和切线模量计算得到在该峰值应力的热残余应变；通过复合材料弹性模量、峰值应力处切线模量和热残余应变，获得复合材料的热残余应力和热残余应变。

摘要： 一种基于应变玻璃合金的相变储热装置及储热方法，储热装置包括框架式结构的机架，机架的底板中心设置有刚性环形支撑件，刚性环形支撑件为顶部开口的柱体结构，刚性环形支撑件的内部设置有应变玻璃合金填充床，应变玻璃合金填充床的上方设置有与加载机构相连的压盘，加载机构支撑安装在机架上并能够沿机架在竖直方向上下移动，通过加载机构向下运动带动压盘压缩应变玻璃合金填充床；应变玻璃合金填充床通过热交换网络与用热对象和热源连接，通过压缩从热源蓄热完成的应变玻璃合金填充床，使应变玻璃合金填充床释放潜热，向用热对象提供热量。本发明不仅实现了高效的热量存储，同时实现了热量快速释放和传递，可为瞬时高功率放能设备提供热量。

摘要： 本发明公开了一种确定热冲压零件断裂应变的方法，属于金属塑性成形领域，本发明要解决的技术问题为如何准确快速低成本的实现热冲压零件在成形和服役过程中的断裂危险位置预测和断裂应变的获取，技术方案为：该方法如下：S1、设计单轴拉伸试样；设计中心孔试样、纯剪切试样、缺口试样以及等双轴拉伸试样分别表征单轴拉伸、纯剪切、平面应变以及等双轴拉伸的韧性断裂行为；S2、对单轴拉伸试样进行拉伸实验，根据获取的力‑位移数据，使用非线性曲线拟合确定变形硬化参数，利用反求法外推真实应力应变数据；S3、使用混合数值‑实验法获得在热冲压成形及其零件服役过程中的中心孔试样、纯剪切试样、缺口试样以及等双轴拉伸试样的芯部的断裂应变值。

摘要： 本实用新型提出的热态压力试验机的热态应变压力试验机构主要由内示差管(6)、外示差管(5)和位移传感器(9)构成并使该试验机构位于压力试验机加压机构的侧面；内示差管位于外示差管内并可相对外示差管移动，与外示差管联接一体的位移传感器其检测探头(11)位于外示差管内；外示差管下端落在测量时与试样上表面相对位置不变的支承板(13)上，支承板随压力试验机加压机构的压棒(4)下表面同时运动，内示差管下端穿过支承板开孔并在测量时落在载样滑板(2)的上表面且与滑板的上表面、试样(3)的下表面相对位置不变。本实用新型结构设计简单合理，能在热态中对受热试样加压的过程中直接测量试样的受压变形。

摘要： 本发明涉及一种汽车散热器总成热应变疲劳寿命的评估方法及系统，该方法包括以下步骤：S01：根据大数据统计汽车行驶时的各个车速占比；S02：根据气象系统查询不同地区的温度占比；S03：采集汽车在不同温度、湿度及车速下的散热器扁管的热应变值；S04：根据S01的车速占比与S03的散热器扁管的热应变值计算得出在相同温度条件下与不同车速的散热器扁管热应变值；S05：将S02中的温度占比与S04中的散热器扁管热应变值相乘，并将所有相乘的结果进行加权求和，得到最终散热器扁管热应变值S；S06：比对最终散热器扁管热应变值S与目标值T。本发明可对汽车散热器总成热应变疲劳寿命进行评估，可有效确保汽车散热器总成热应变疲劳寿命达标。

摘要： 本发明公开了多线程融合的活体超声热应变成像方法及装置，属于医学图像处理领域。本发明的方法为采集超声图像序列后，根据相关性将图像划分到多个线程并进行图像配准和热应变成像。进一步，以时域有限差分法求解的生物热传导方程为预测模型，采用自适应卡尔曼滤波器对热应变序列滤波。最后，按标量加权线性最小方差信息融合准则，将各线程的热应变融合。本发明克服现有活体热应变成像中成像结果依赖于单一运动相位，生理运动难以精确补偿导致热应变轮廓畸变、信噪比差，而常规空间滤波以牺牲空间分辨率为代价的不足，可以获得准确、鲁棒性高、时空分辨率高的活体热应变成像结果。

摘要： 本发明公开了一种热应变作用下的接触传热的计算方法，包括以下步骤：S01，根据表面粗糙度信息，建立等效圆台数学模型；S02，根据等效圆台数学模型建立仿真模型；S03，采用有限单元法计算热应变作用下接触传热，包含单向稳态热固耦合分析和单向稳态热流固耦合分析；S04，数据后处理，计算接触热阻。本发明提供的一种热应变作用下的接触传热的计算方法，将固体粗糙表面用规则的几何模型来等效，将复杂的粗糙表面接触传热简化成固固传热和气固传热，采用有限单元法(FEM)进行热‑固耦合计算方法，获得真实使用条件下接触传热行为信息，能够考虑受装配和使用温度等条件下热应变发生改变接触面的粗糙程度，提高热分析精度。