本帖最后由 kxh86 于 2017-5-24 22:39 编辑
1、一个金属悬臂梁,一端固支,初始温度20℃,温度突变到120℃时由于膨胀及边界约束而产生热应力,进而引起振动,这种振动就是热诱导振动。
2、热诱导振动分析的成功应用不多见,在哈勃太空望远镜曾因热诱导振动问题而发生故障。现在对航天器的分析中,热诱导振动属于难点和重点。国内曾有人对卫星天线做过准静态热诱导振动分析,也有人对空间站太阳能电池阵的桅杆做过基于模态的热诱导振动分析(可能类似Abaqus中的线性摄动分析)。
3、热应力分析与热诱导振动分析进行耦合分析,还有难度,问题是多方面的。下面仅就准静态非耦合的热诱导振动分析为例,介绍由热应力引起的振动。
4、悬臂梁材料属性:
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
5、分析结果
6、详细步骤
见附件。
7、改进后的热振已经过算例验证,已发论文:热冲击载荷诱发空间结构振动的有限元分析方法研究,明年才能出版,过段时间整理一下,上传程序和例子。
验证算例 由于文献[1]中层压板厚度方向的温度为线性变换,在软件中无在壳单元上施加沿厚度方向变化的温度载荷,验证算例采用体单元建模,分析了25cm×25cm×0.5cm的层压板在热冲击载荷下的瞬态响应,得到了层压板中心节点沿板厚度方向的位移响应,如图1所示。图4中的位移-时间曲线与文献[1]中的图7几乎完全一致,由此可验证根据等效位移原则计算等效温度载荷,并以等效温度载荷为激励进行振动分析的可行性与准确性。
图 图1 层压板中点位移-时间曲线 [1]孙良新, 范绪箕. 热载荷作用下层合板瞬态响应分析[J]. 振动工程学报, 1989, 4: 12-22.
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