高超聲速飛行器熱結構分析與評價方法

內容簡介

高超聲速飛行會帶來顯著的氣動加熱問題，因此在高溫環境下能夠完成承載功能的熱結構是高超聲速飛行的關鍵技術之一。針對熱結構開展分析與評價，研究人員旨在建立高溫服役環境下熱結構及其力學行為的分析模型與預測方法，為熱結構的設計、考核提供量化的基本依據。這一研究領域的基礎是高溫固體力學，又與材料科學、計算力學、套用數學密切相關。《高超聲速飛行器熱結構分析與評價方法》圍繞這一主題，側重於準靜態熱載荷／力載荷下熱結構行為的建模分析，介紹其基本框架和要點，並對材料損傷與失效、多場耦合、不確定性量化及模型有效性等重點問題展開論述。

圖書目錄

叢書序

前言

第1章熱結構的概念與特性1

1.1高超聲速飛行器熱結構概念1

1.1.1服役環境與載荷2

1.1.2一般的設計要求3

1.1.3熱結構材料5

1.2典型飛行器及其熱結構的發展歷程6

1.2.1早期的高速飛行器及其熱結構7

1.2.2天地往返飛行器及其熱結構9

1.2.3吸氣巡航飛行器及其熱結構14

1.2.4助推滑翔飛行器及其熱結構19

1.3熱結構的關鍵特性22

參考文獻23

第2章熱結構建模與分析的基本方法25

2.1熱結構建模分析的要求25

2.2熱力耦合分析理論28

2.2.1守恆方程28

2.2.2傳熱分析29

2.2.3熱應力分析32

2.2.4耦合方法33

2.3熱結構有限元建模分析要點33

2.3.1有限元建模分析流程34

2.3.2常用單元的選取方法37

2.3.3複合材料熱結構分析要點39

2.3.4常見的建模與分析誤區43

2.4建模分析難點與方法進展45

2.4.1熱結構建模分析的難點45

2.4.2建模分析方法的主要進展47

參考文獻48

第3章複合材料熱結構損傷與失效分析方法50

3.1損傷失效力學理論與數值方法50

3.1.1損傷力學方法51

3.1.2斷裂力學方法54

3.2巨觀尺度非線性損傷與失效分析61

3.2.1拉壓雙模量模型61

3.2.2基於熱力學的損傷模型68

3.2.3唯象強度判據79

3.3跨尺度建模與多尺度方法82

3.3.1漸進均勻化基本原理85

3.3.2協同多尺度分析框架90

3.3.3巨觀和細觀跨尺度關聯關係92

3.3.4基於SCA求解加速策略102

3.4分析案例106

3.4.1CSiC T形接頭損傷演化分析106

3.4.2CC開孔板的拉伸破壞多尺度分析112

高超聲速飛行器熱結構分析與評價方法

基本介紹

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