顧名思義就是利用現有的方法，對處於某種溫度載荷下的結構進行分析。它是結構力學中研究溫度的變化對結構的強度、剛度和承載能力的影響的一個領域。
基本介紹
- 中文名：熱結構分析
- 外文名：Analysis of thermal structures
- 對象：某種溫度載荷下的結構
- 套用範圍：航空等
研究內容,熱皺損,熱衝擊,熱振動,熱疲勞,
研究內容
結構力學中研究溫度的變化對結構的強度、剛度和承載能力的影響的一個領域。20世紀中葉，隨著飛行器速度的提高，氣動加熱問題日趨嚴重；在核反應堆中，結構也處於載荷和高溫的聯合作用之下。受熱結構由於還受到約束或由於溫度場的不均勻而產生熱應力（見熱彈性力學），並可能由此導致結構破壞或產生大變形。分析這些問題時，必須考慮溫度因素。熱結構分析的研究內容主要包括以下四個方面。
熱皺損
薄壁結構在熱應力單獨作用下或熱應力和載荷應力的共同作用下發生的屈曲。熱應力和載荷應力都是壓應力時，總壓應力必然大於載荷壓應力；另一方面，升溫能降低材料的彈性模量（見材料的力學性能），從而降低材料的抗皺損能力。這兩方面因素都會促使皺損發生。對於稜柱形薄壁結構，升溫往往引起結構的彎曲皺損和扭轉皺損。熱皺損同常溫皺損一樣會使原結構變形並降低承載能力。
熱衝擊
結構中的熱應力短時間內大幅度變動的現象。衛星重返大氣層時與空氣劇烈摩擦使衛星表面溫度驟升，大尺寸金屬板淬火時突然冷卻，這些都能引起熱衝擊。熱衝擊能使結構產生應力波而導致破壞；突然冷卻會使結構表面劇烈收縮並產生強大的拉應力，使脆性材料結構產生裂紋。即使是塑性材料，也會因突然收縮而脆化，並發生斷裂。板殼結構的一側突然受熱，就會產生熱壓應力，另一側則產生拉應力。如果板殼結構的熱導率很小，則受熱表面高溫層很薄，熱壓應力的合力較小，較厚的低溫層只需以較小的拉應力與之平衡；如果材料熱導率較大，高溫層就較厚，較薄的低溫層中會產生較大的拉應力，容易造成受拉麵破壞；如果熱導率很大，則沿板殼法向的溫度梯度很小，出現幾乎是均勻膨脹的狀態，結構就不會破壞。
熱振動
結構由於具有慣性，在熱衝擊作用下會發生一定頻率的振動。結構中的溫度對結構的剛度、阻尼有很大的影響，因而也會影響振幅和頻率。在分析熱振動問題時，通常略去慣性力和應力對溫度的影響。在研究非線性振動時，必須考慮熱應變的影響。
