自然条件下合肥地区住宅室内热舒适研究--《合肥工业大学学报(自然科学版)》2010年12期
自然条件下合肥地区住宅室内热舒适研究
【摘要】：为研究合肥地区住宅室内热舒适环境,文章通过对该地区住宅在夏季、冬季自然条件下室内热舒适度测量,利用国际热舒适评价指标PMV-PPD及室内热环境评价方法,评价合肥地区住宅自然条件下的室内热环境现状,以分析改善室内热舒适质量。
【作者单位】：
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【分类号】：TU111【正文快照】：
自2006年起建筑节能工作在安徽省逐步展开,合肥地区首先进行住宅节能及热环境改造,把改善建筑热环境与建筑节能相结合,以获得舒适的室内热舒适环境。室内热舒适与室内热环境密切相关,室内热环境是由室内空气温度、室内空气湿度、壁体表面热辐射温度和气流速度4个参数描述的一
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[责任编辑：邵进进]功能梯度圆环/筒的弹性理论分析及其应用--《合肥工业大学》2013年博士论文
功能梯度圆环/筒的弹性理论分析及其应用
【摘要】：本文分别采用层合模型和连续梯度模型求解了功能梯度圆环/筒的轴对称问题和非轴对称问题。当弹性常数沿径向任意变化时,采用层合模型和复变函数方法获得了其应力场和位移场。当弹性模量为径向坐标的某些连续函数时,则利用特殊函数或Frobenius方法,推导出了相应应力和位移的解析解。在此基础上,分析了包含功能梯度圆环结构的均质板和梁在不同载荷作用下的弹性问题,并针对钻孔法测量残余应力时由于钻削而在孔口附近形成环状并且具有多层或梯度复合结构形式硬化层的现象,建立了等效计算模型,推导了相应的残余应力场的计算公式,提出了确定硬化层等效弹性模量的试验方法。通过算例分析和讨论以及相关试验,取得了以下研究成果：
(1)对受均匀径向载荷作用且弹性模量采用线性函数、有理函数、Dryden模型和任意阶多项式等四种连续梯度模型描述的功能梯度圆环/筒进行了理论分析,得到了其应力和位移的显式解。其中,对于线性函数和Dryden模型,本文采用Gauss函数和Whittaker函数获得的显式解具有良好的适用性,可以避免漏解的问题。
(2)对受非均匀载荷作用且弹性模量为径向坐标的连续函数的功能梯度圆环/筒进行了理论分析。当描述弹性模量沿径向变化的连续函数可以展开为泰勒级数或者为多项式函数时,本文采用Frobenius方法获得了统一形式的级数解,并给出了线性函数、指数函数和Dryden模型等三种连续梯度模型的具体表达式。
(3)本文采用复变函数方法和层合模型获得的功能梯度圆环/筒轴对称和非轴对称问题的应力场和位移场具有良好的通用性,可以用于弹性常数沿径向任意变化的情况,而且可以退化为均质材料相应的平面问题解。
(4)功能梯度圆环/筒在受均匀或非均匀载荷作用时,其内部的应力和位移不仅与内、外侧弹性模量比有关,还与其弹性模量沿径向的变化形式有直接关系。相对而言,弹性模量沿径向的不同梯度模型对环向正应力和径向位移的影响要大一些。最大环向正应力可能出现在圆环/筒的内部,而不是在边界上。如果是非均匀载荷作用,则最大径向正应力也有可能出现在圆环/筒的内部。另外,受均匀内压载荷作用时,还有可能出现圆环/筒内侧的环向正应力小于径向正应力的现象,这与均质材料时内侧的环向正应力始终大于径向正应力的情况不同。
(5)对于受不同载荷作用的含功能梯度圆环结构的均质材料板和纯弯曲梁,在圆环内部,当弹性模量沿径向的梯度模型不同时,环向正应力的分布趋势表现出很大的差异,特别是在圆环外侧刚度大于内侧刚度的情况下。如果梯度圆环用来加强孔的强度,则宜采用外侧刚度大于内侧刚度的梯度圆环。
(6)钻孔法测量残余应力时,硬化层的存在对释放应力的变化趋势没有影响,但是对孔口附近释放应力的大小有较大影响。本文提出的将具有多层或梯度复合结构形式的硬化层简化为一个与母材不同的均质材料圆环的等效计算模型合理有效,有助于提高测量精度。采用本文提出的试验方法确定硬化层的等效弹性模量时,可以在合理范围内任意假定硬化层的厚度。
【关键词】：
【学位授予单位】：合肥工业大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2013【分类号】：TB34;O343【目录】：
摘要8-10ABSTRACT10-12致谢12-18第一章 绪论18-29 1.1 功能梯度材料及其应用18-19 1.2 功能梯度材料的材料性能及其模型19-24 1.3 功能梯度材料及其结构的力学分析24-27 1.4 本文的主要工作27-29第二章 受均匀径向载荷作用的功能梯度圆环/筒29-54 2.1 引言29-30 2.2 层合模型的复变函数解30-33 2.3 连续梯度模型的解析解33-48 2.4 算例分析与讨论48-53 2.5 小结53-54第三章 受非均匀载荷作用的功能梯度圆筒/环54-83 3.1 引言54 3.2 层合模型的复变函数解54-61 3.3 连续梯度模型的解析解61-75 3.4 算例分析与讨论75-82 3.5 小结82-83第四章 受均匀内压作用的含功能梯度加强圆环的均质无限大板83-101 4.1 引言83 4.2 分析模型83-84 4.3 层合模型的复变函数解84-87 4.4 连续梯度模型的解析解87-95 4.5 算例分析与讨论95-99 4.6 小结99-101第五章 远端受均匀载荷作用的含功能梯度加强圆环的均质无限大板101-123 5.1 引言101 5.2 分析模型101-102 5.3 层合模型的复变函数解102-108 5.4 连续梯度模型的解析解108-117 5.5 算例分析与讨论117-122 5.6 小结122-123第六章 含异质功能梯度圆环的均质梁的纯弯曲123-142 6.1 引言123 6.2 分析模型123-124 6.3 层合模型的复变函数解124-130 6.4 连续梯度模型的解析解130-135 6.5 算例分析与讨论135-141 6.6 小结141-142第七章 钻孔法测量残余应力的等效模型142-156 7.1 引言142 7.2 等效模型142-143 7.3 释放系数定义与残余应力计算143-148 7.4 等效弹性模量的确定148-151 7.5 实例应用151-155 7.6 小结155-156第八章 结论与展望156-158 8.1 主要成果与结论156-157 8.2 展望157-158参考文献158-171撰写的与博士学位论文相关的论文171
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