Investigation of the Thermal Stress-Focusing Effect in the Particulate Composite Materials Caused by the Thermal Shock

热冲击引起的颗粒复合材料热应力集中效应的研究

基本信息

  • 批准号:
    10650081
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Recently, the potential for cost, energy, and environmental savings associated with composite materials for improved high-temperature performance is large. Concern about the new materials such as FGM is a recent development. Therefore this research studies the analytical methods for the wave propagation through spherical and cylindrical particulate composites.When an infinite elastic medium with a spherical or cylindrical inclusion is suddenly subjected to a uniform temperature rise, stress waves occur at the interface of spherical or cylindrical inclusion the moment thermal impact is applied. The stress wave in an inclusion proceeds radially inward to the center of the inclusion. The wave may accumulate at the center and cause very large stress magnitudes, even though the initial thermal stress should be relatively small. This phenomenon is called the stress-focusing effect. The stress wave in an infinite medium proceeds radially to infinity. This research analyzes, in an exact manner, the effects of these waves using the ray integrals. The results give a clear indication of the mechanism of stress-focusing effect in an inclusion embedded in the infinite elastic medium. In the special case, if the elastic compliances of the spherical or cylindrical inclusion tend to be zero, the problem becomes the problem of wave motion in the infinite medium with a spherical cavity or cylindrical hole.In this study, the results of investigation of the thermal stress-focusing effect in the particulate Composite Materials are applicable to a wide range of industrial uses.
最近,与改善高温性能的复合材料相关的成本、能源和环境节约潜力巨大。对女性生殖器切割等新材料的关注是最近的发展。因此,本研究研究了波在球形和圆柱形颗粒复合材料中传播的分析方法。当含有球形或圆柱形夹杂物的无限弹性介质突然受到均匀升温时,在球形或圆柱形夹杂物的界面处会产生应力波,施加瞬间热冲击。夹杂物中的应力波径向向内行进至夹杂物的中心。尽管初始热应力应该相对较小,但波可能会在中心积聚并导致非常大的应力大小。这种现象称为压力集中效应。无限介质中的应力波径向传播至无穷大。这项研究使用射线积分以精确的方式分析了这些波的影响。结果清楚地表明了嵌入无限弹性介质中的夹杂物的应力集中效应的机制。在特殊情况下,如果球形或圆柱形夹杂物的弹性柔量趋于零,则问题就变成具有球形空腔或圆柱形孔的无限介质中的波动问题。颗粒复合材料中的热应力集中效应适用于广泛的工业用途。

项目成果

期刊论文数量(68)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.HATA: "Thermal Stress-Focusing Effect in a Uniformly Heated Solid Sphere and Related Topics"Proceedings of the Third International Conference on Materials Engineering for Resources. ICMR' 98. 184-191 (1998)
T.HATA:“均匀加热固体球中的热应力聚焦效应及相关主题”第三届国际资源材料工程会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.P.Jeon, Y.Tanigawa, T.Hata: "Axisymmetric Problem of a Nonhomogeneous Elastic Layer"Archive of Appiied Mechanics. Vol.68. 20-29 (1998)
S.P.Jeon、Y.Tanikawa、T.Hata:“非均匀弹性层的轴对称问题”应用力学档案。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. HATA: "Generalized Theory of the Stress-Focusing Effect in a Cylinder Caused by Instantaneous Heating"Proceeding of the 76^ JSME Fall Annual Meeting. Vol. I. 293-294 (1998)
T. HATA:“瞬时加热引起的圆柱体应力集中效应的广义理论”第 76 届 JSME 秋季年会论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T. HATA: "Thermal Stress-Focusing Effect in a Transversely Isotropic Spherical Inclusion Embedded in an Infinite Elastic Medium"Proceedings of the Fourth International Congress on Thermal Stresses, TH2001. 529-532 (2001)
T. HATA:“嵌入无限弹性介质中的横向各向同性球形夹杂物的热应力聚焦效应”第四届国际热应力大会论文集,TH2001。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
畑俊明: "衝撃的な除荷を受ける弾性体中の球状介在物中の動的応答"第13回計算力学講演会講演論文集,. 00-17. 241-242 (2000)
Toshiaki Hata:“脉冲卸载下弹性体中球形夹杂物的动态响应”第 13 届计算力学会议记录,00-17 (2000)。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
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