金属玻璃球壳热屈曲研究

发布时间：2017-11-07 14:24

  本文关键词：金属玻璃球壳热屈曲研究

  更多相关文章： 金属玻璃 球壳 热本构方程 热稳定性方程 里兹法 热屈曲

【摘要】：近年来,随着科技的不断进步,金属玻璃逐渐突破尺寸的限制开始探索其力学性能。金属玻璃具有高弹性、高屈服强度和高硬度等特性,其良好的力学性能能够显著地提高产品的性能和安全性,因此被广泛应用于军事、太空、科技、体育、医疗及其它领域中。球壳结构作为一种最常见的结构被应用于各行各业,稳定性问题是球壳在实际应用当中需要解决的重要问题。如何提高球壳的稳定性以及准确预测球壳的屈曲临界压力与临界温度,一直是科研人员研究的主线,尤其是热屈曲问题。由于金属玻璃独特的结构特性,使其具有了普通金属没有的性能,将金属玻璃材料运用到球壳的制造当中,其抵抗变形的能力将大大超越传统金属球壳,对球壳稳定性也有很大的提高。本文研究了金属玻璃材料薄球壳的热屈曲问题,为金属玻璃材料薄球壳在工程中的应用提供了一些有价值的参考。1、从只考虑温度初值和增值的各向同性材料完备的非线性热本构方程出发,研究了各向同性材料线性热本构方程,并用张量的方法得到了平面应力状态下厚球壳和薄球壳热本构方程。2、比较研究了李忱教授用张量方法推导出的薄球壳稳定性方程和铁摩辛柯(S.P.Timoshenko)用叠加原理推导出的薄球壳稳定性方程,并用叠加原理说明了铁木辛柯推导出的薄球壳稳定性方程与李忱教授的差异原因。3、从张量方法推导出的轴对称薄球壳屈曲方程出发,联立薄球壳屈曲状态的几何方程和本构方程,并且考虑无矩状态薄膜力对壳体的影响,得到了在温度单独作用下以位移表示的薄球壳屈曲状态的热稳定性方程以及在温度和外压载荷耦合作用下以位移表示的薄球壳屈曲状态的热稳定性方程。4、应用虚功原理建立薄球壳屈曲最小势能泛函,进一步用里兹法分析了周边简支的半球壳的三种热屈曲问题,得到了(1)温度不超过屈曲临界温度值,均布外压的临界载荷；(2)均布外压载荷为零时,屈曲临界温度值；(3)均布外压载荷不超过临界载荷,屈曲临界温度值。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.8

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本文编号：1152802