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1、第36卷第4期吉林大学学报(工学版)Vo.l36No.42006年7月JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)July2006文章编号:1671-5497(2006)04-0456-06层叠板结构瞬态温度场的灵敏度分析111,211王小兵,陈建军,高伟,赵俊,李金平(1.西安电子科技大学机电工程学院,西安710071;2.新南威尔士大学机械及制造工程学院,悉尼NSW2052)摘要:以每层材料各不相同的层叠板为研究对象,在热传导、对流以及辐射边界条件的共同作用下,采用4节点矩形单元
2、,利用伽辽金法建立了该结构瞬态温度场的有限元微分方程,进而推导出了温度场对任意设计参数的灵敏度表达式。以3层板结构为例,对设计参数的灵敏度进行了仿真。仿真结果表明:灵敏度表达式中存在的公共项在灵敏度变化的时间历程中具有明显的保守作用,且灵敏度的绝对值越高,这种保守作用越强。关键词:工程力学;层叠板;有限单元法;灵敏度;仿真中图分类号:O342文献标识码:ASensitivityanalysisoffieldfortransientthermalcompositeplates111,211WangXiaobing,ChenJianjun,GaoWei,Zhao
3、Jun,LiJinping(1.SchoolofElectronicandMechanicalEngineering,XidianUniversity,Xia'n710071,China;2.SchoolofMechanicalandManufacturingEngineering,UniversityofNewSouthWales,SydneyNSW2052,Australia)Abstract:Forthecompositeplatescomposedofthelayerswithdifferentmaterials,consideringtheheatcon
4、duction,convectionandradiationboundaryconditions,adoptingthefournoderectangleelementthefiniteelementdifferentialequationsforitstemperaturefieldwerederivedbymeansofGalerkinmethod,andageneralformulationaboutthesensitivityofthetemperaturefieldwithrespecttoeachdesignparameterwasaccomplish
5、ed.Athreelayerplatebeingtakenasanexample,itsthermalsensitivitiesweresimulated,andtheresultsshowedthatthecommonpartintheformulationhasanobviousinertialeffectinthesensitivityhistory,andthebiggerthesensitivityabsolutevalueis,thegreatertheinertialeffec.tKeywords:engineeringmechanics;compo
6、siteplate;finiteelementmethod;sensitivity;simulation灵敏度得到了广泛的研究和运用。文献[7]利用0引言灵敏度法对一维热传导问题中的热传导系数和热流参数进行了辨识;文献[8]基于温度场灵敏度对于复杂结构的温度场建模,目前主要采用分析构造线性规划问题,对热传导参数进行了辨[1-3]有限单元法。设计变量对温度场的灵敏识;文献[9]利用直接法和伴随法对灵敏度进行[4,5]度反映了设计变量的改变对温度场的影响,了计算,研究了结构瞬态热变形和热应力灵敏度[6]在优化设计、参数辨识、不确定性分析等领域,分析方法及其优化设计。
7、文献[10]利用灵敏度收稿日期:20050927.基金项目:十五国防预研基金资助项目(51421060505DZ0155);陕西省自然科学基金资助项目(2002A14).作者简介:王小兵(1974-),男,博士研究生.研究方向:智能结构振动控制.Emai:lwxb_jixie@yahoo.com.cn通讯联系人:陈建军(1951-),男,教授,博士生导师.研究方向:机电一体化、计算力学.Emai:ljjchen@xidian.edu.cn第4期王小兵,等:层叠板结构瞬态温度场的灵敏度分析∃457∃分析研究了基于可靠性的拓扑优化设计问题。文温度场有限单元
