Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения

Введение. Представлен способ моделирования двумерного стационарного температурного поля в слоистом стержне. Особенностями структуры стержня являются наличие разрывности функции ширины поперечного сечения в направлении теплового потока и многослойность. Выявление температурного поля в таких стержнях...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Mishchenko Andrey V.
Format: Article
Language:English
Published: Moscow State University of Civil Engineering (MGSU) 2019-01-01
Series:Vestnik MGSU
Subjects:
Online Access:http://vestnikmgsu.ru/index.php/archive/article/download/4669
id doaj-840e5345e35a4c9f9e541bc366d8c3f0
record_format Article
spelling doaj-840e5345e35a4c9f9e541bc366d8c3f02020-11-24T23:54:41ZengMoscow State University of Civil Engineering (MGSU)Vestnik MGSU 1997-09352019-01-011122110.22227/1997-0935.2019.1.12-21Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сеченияMishchenko Andrey V.0Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering (Sibstrin) (NSUACE (Sibstrin))Введение. Представлен способ моделирования двумерного стационарного температурного поля в слоистом стержне. Особенностями структуры стержня являются наличие разрывности функции ширины поперечного сечения в направлении теплового потока и многослойность. Выявление температурного поля в таких стержнях - необходимый этап решения задачи термоупругости. Актуальность проблемы заключается в разработке аналитических методов расчета слоистых стержней сложной геометрической формы при тепловом воздействии, обладающих приемлемой вычислительной трудоемкостью и необходимой точностью. Материалы и методы. Для многослойного стержня рассмотрено приближенное решение задачи стационарной теплопроводности Дирихле при поперечном направлении теплового потока. В пределах каждого слоя функция распределения температуры представлена в виде суммы линейной в направлении теплового потока функции и поправочной нелинейной функции двух переменных. Первая отражает точное решение задачи для слоистого сечения прямоугольной формы. Вторая описывает нелинейные искажения температурного поля, обусловленные наличием разрывов ширины сечения. Поправочная функция, согласно методу Фурье, представлена в виде произведения заданной координатной функции и суммы искомых амплитуд, вызванных разрывами ширины. Введены функции влияния разрыва ширины на температурные поля в смежных слоях. Сформулирована приближенная постановка задачи Дирихле с интегральными условиями сопряжения на межслойных границах. Результаты. Выполнен расчет параметров стационарного температурного поля для семислойного сечения тавровой формы с чередованием слоев из углепластика и стали. Тестирование результатов по программе Ansys показало хорошее качественное и количественное соответствие двумерных температурных полей. Выводы. Полученное решение удовлетворительно описывает температурное поле в сечении слоистого стержня в окрестности его геометрических особенностей. Метод характеризуется приемлемой трудоемкостью и точностью, пригодной для решения задачи термоупругости слоистого стержня.http://vestnikmgsu.ru/index.php/archive/article/download/4669термоупругостьтепловой потокзадача Дирихлестационарная теплопроводностьструктурная неоднородностьмногослойностьслоистый стержень
collection DOAJ
language English
format Article
sources DOAJ
author Mishchenko Andrey V.
spellingShingle Mishchenko Andrey V.
Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
Vestnik MGSU
термоупругость
тепловой поток
задача Дирихле
стационарная теплопроводность
структурная неоднородность
многослойность
слоистый стержень
author_facet Mishchenko Andrey V.
author_sort Mishchenko Andrey V.
title Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
title_short Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
title_full Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
title_fullStr Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
title_full_unstemmed Стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
title_sort стационарное температурное поле в многослойных стержнях с разрывами ширины сечения
publisher Moscow State University of Civil Engineering (MGSU)
series Vestnik MGSU
issn 1997-0935
publishDate 2019-01-01
description Введение. Представлен способ моделирования двумерного стационарного температурного поля в слоистом стержне. Особенностями структуры стержня являются наличие разрывности функции ширины поперечного сечения в направлении теплового потока и многослойность. Выявление температурного поля в таких стержнях - необходимый этап решения задачи термоупругости. Актуальность проблемы заключается в разработке аналитических методов расчета слоистых стержней сложной геометрической формы при тепловом воздействии, обладающих приемлемой вычислительной трудоемкостью и необходимой точностью. Материалы и методы. Для многослойного стержня рассмотрено приближенное решение задачи стационарной теплопроводности Дирихле при поперечном направлении теплового потока. В пределах каждого слоя функция распределения температуры представлена в виде суммы линейной в направлении теплового потока функции и поправочной нелинейной функции двух переменных. Первая отражает точное решение задачи для слоистого сечения прямоугольной формы. Вторая описывает нелинейные искажения температурного поля, обусловленные наличием разрывов ширины сечения. Поправочная функция, согласно методу Фурье, представлена в виде произведения заданной координатной функции и суммы искомых амплитуд, вызванных разрывами ширины. Введены функции влияния разрыва ширины на температурные поля в смежных слоях. Сформулирована приближенная постановка задачи Дирихле с интегральными условиями сопряжения на межслойных границах. Результаты. Выполнен расчет параметров стационарного температурного поля для семислойного сечения тавровой формы с чередованием слоев из углепластика и стали. Тестирование результатов по программе Ansys показало хорошее качественное и количественное соответствие двумерных температурных полей. Выводы. Полученное решение удовлетворительно описывает температурное поле в сечении слоистого стержня в окрестности его геометрических особенностей. Метод характеризуется приемлемой трудоемкостью и точностью, пригодной для решения задачи термоупругости слоистого стержня.
topic термоупругость
тепловой поток
задача Дирихле
стационарная теплопроводность
структурная неоднородность
многослойность
слоистый стержень
url http://vestnikmgsu.ru/index.php/archive/article/download/4669
work_keys_str_mv AT mishchenkoandreyv stacionarnoetemperaturnoepolevmnogoslojnyhsteržnâhsrazryvamiširinysečeniâ
_version_ 1725465166224556032