温度梯度作用下浅拱的变形和稳定性研究

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浅拱作为机械或结构中使用较为广泛的一类构件,在多种载荷和边界条件下的变形与稳定性问题一直是力学学科的重要基础研究课题之一。本文基于轴线可伸长拱的几何非线性理论和打靶法,数值求解了两端受约束浅拱在温度梯度作用下的面内热变形和稳定性问题,得到了不同边界条件和不同几何参数下浅拱的热变形和热屈曲变形与温度梯度的关系。主要工作包括三个方面:1.基于轴线可伸长拱的几何非线性理论,建立了浅拱在温度梯度作用下的非线性微分控制方程。采用打靶法建立了求解此类非线性微分方程两点边值问题的数值计算过程,并用MATLAB编写了数值计算程序。2.利用上述基本控制方程和数值方法,研究了细长浅拱在多种边界和温度梯度作用下的热变形和稳定性问题。重点分析了不同温度梯度对不同几何参数浅拱变形和稳定性的影响。3.将问题的控制方程退化到均匀温度下半圆拱的热变形问题,并将计算结果和已有文献进行比较,其结果非常吻合,验证了方法的正确性。
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