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红外窗口材料板在气压和温度联合作用下的强度行为

作　者: 高风娟
导　师: 王保林
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 概率论与数理统计
关键词: 红外窗口材料气动压力气动加热临界屈曲载荷
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
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内容摘要

在气动加热和气动载荷联合作用下红外窗口内部产生复杂的温度场和应力应变场,导致窗口破裂、光畸变、热辐射干扰和膜层脱落等现象,使红外窗口的结构和功能失效,这些现象统称为红外窗口材料气动热/力失效。本论文研究了气动压力和气动热联合作用下红外窗口的变形和稳定性(屈曲)行为。考虑了红外窗口材料的两种边界条件:简支和夹支。红外窗口材料考虑两种材料:蓝宝石(Al2O3)和硫化锌(ZnS),功能膜采用磷化硼(BP)。考虑气动压力对红外窗口的作用时,对于简支边界,设挠度为含有未知参数的重三角函数,通过边界条件进行求解,得到了挠度和各点应力的表达式,分析得到了两种不同红外窗口材料的最大应力和挠度。固支边界时,先假设一个位移函数,将其由一些未知参数表示。从材料的热/力学本构方程出发,建立系统能量表达式。利用变分原理求解未知参数。求得了未知参数后,就得到了位移函数,求得了红外窗口材料板的热弯曲和应力情况。当考虑气压和变温联合作用时,因为气压和变温作用是相互独立的,所以可以进行线性相加,得到红外窗口材料在气压和变温下的联合作用行为。对于功能膜和红外窗口材料之间的脱层屈曲,采用能量法,利用变分原理求解。由于功能膜非常薄,将其视为一个弹性薄板。先假设一个脱层位移函数,将其由一些未知参数表示。从材料的热/力学本构方程出发,建立脱层部位的能量表达式。利用变分原理求解未知参数,得到脱层屈曲的临界载荷,由临界载荷,求得了功能膜的临界屈曲尺寸。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题来源  9
  1.2 研究的目的和意义  9-10
  1.3 国内外研究概况及分析  10-12
  1.4 本文的主要工作及内容安排  12
  1.5 数据说明  12-14
第2章红外窗口材料板在气压作用下的弯曲情况  14-32
  2.1 引言  14
  2.2 板理论基础  14-18
  2.3 简支和夹支两种情况下红外窗口材料板的弯曲情况  18-31
    2.3.1 简支情况  18-24
    2.3.2 夹支情况  24-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章红外窗口材料板在温度下的弯曲行为  32-48
  3.1 引言  32
  3.2 红外窗口材料板的温度应力  32-33
  3.3 红外窗口材料板在变温作用下的弯曲行为  33-40
    3.3.1 简支情况  34-40
    3.3.2 夹支情况  40
  3.4 红外窗口材料材料板在气压和温度联合作用下的弯曲情况  40-47
    3.4.1 简支情况  41-45
    3.4.2 夹支情况  45-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章红外窗口材料功能膜的屈曲  48-53
  4.1 引言  48
  4.2 功能膜的稳定问题  48-50
  4.3 功能膜  50-52
  4.4 本章小结  52-53
结论  53-55
参考文献  55-59
致谢  59

红外窗口材料板在气压和温度联合作用下的强度行为

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