复合材料学报

作者：张建平, 王树森, 龚曙光, 申欣, 胡慧瑶,

关键词：正交各向异性材料, 无网格法, 热变形, 热应力, 材料方向角,

利用无网格伽辽金法（Element-free Galerkin，EFG）建立了正交各向异性材料结构热变形和热应力分析的计算模型，并推导了正交各向异性材料结构热弹性问题的EFG法离散控制方程。选择复合材料冷却栅管算例验证了计算模型和程序的正确性，利用该计算模型分析了具有不同材料方向角及热导率因子、热膨胀系数因子和主次泊松比因子的汽轮机叶轮，得到了其热变形总位移和Mises应力，讨论了材料方向角和上述正交各向异性材料因子对其热变形总位移和Mises应力的影响规律，给出了这些参数的合理取值范围，并选取一组参数与各向同性材料结构进行了热变形和热应力对比分析。结果表明，基于EFG法的热变形总位移和Mises应力的计算精度比有限元法高，材料方向角同时影响热变形总位移和Mises应力的大小和方向，而正交各向异性材料因子只影响热变形总位移和Mises应力的大小，不影响其方向。在复合材料结构设计过程中，合理选取材料方向角和正交各向异性材料因子可有效减小结构热变形和热应力。

来源：2019年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

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