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原文传递管板结构的双尺度均匀化计算

论文题名：	管板结构的双尺度均匀化计算
关键词：	管板结构;细观单胞结构;周期性复合材料;双尺度均匀化方法
摘要：	管板结构是工程换热设备中的一种常见结构,在这种结构中,往往会含有非常多的管束,而且管束的尺寸和管板尺寸之间的跨度比较大,这会使得在进行有限元分析时,造成网格划分困难、计算量大以及效率低下等问题。这就需要通过一种方法,从而能将管板结构进行等效简化处理。　　本论文对含有周期性细观单胞结构的复合材料进行了研究分析。通过引入小参数ε,利用双尺度均匀化方法,从位移场的双尺度渐近展开,结合线弹性问题的本构关系和控制方程,推导出双尺度均匀化方法的基本理论公式,并从中定义了特征函数以及均匀化系数。　　在对双尺度均匀化方法进行验证时,采用了单方向纤维加强材料。因为当纤维弹性模量为零时,即可等价为孔洞,也就变成了管板结构。验证时,讨论了细观单胞的选取和加强纤维的体积分数对材料宏观性能的影响。同时,将双尺度均匀化方法计算结果分别和混合率公式法与实验值进行比对,证明了该方法的适用性和有效性。　　然后,本文利用双尺度均匀化方法对管板结构的有效弹性系数进行了一些研究,得到了较好的计算结果。并分析了开孔排列、管板和管束弹性模量之间的比值、开孔率和管板厚度对管板宏观有效弹性常数的影响。　　最后,本文对某船舰上的冷凝器设备中的双管板结构进行了强度分析。通过对结构模型的均匀化等效处理,得到了应力场和应变场的分布,确定了管板结构中应力最大值以及其所在的位置。
作者：	康高英
专业：	固体力学
导师：	孙毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文