复合材料广义热弹性问题格点型有限体积法研究

基于Lord Shulman（L-S理论）、green-Lindsay（G-L理论）和经典热弹性耦合理论（T－C理论），本文提出了一种适用于二维复合材料广义热弹性问题的格子Alpine（CV-FVM）。采用交错网格技术，求解变量存储在单元节点中，物性参数存储在单元中心，控制方程的空间项用双线性四边形单元离散，时间项用欧拉隐式方法离散。针对均质无限大板的热冲击问题，本文对CV-FVM进行了数值验证，所开发的数值方法能够很好地捕捉热波前和弹性波前的温度阶跃特性和热弹性耦合特性。本文用CV-FVM进一步研究了钛合金/氮化硅复合材料板在不同梯度系数P下的热冲击。发现在L-S理论中，p=1时复合板的预测函数最小，在T-C和G-L理论中，p=10时复合板的预测函数最小，不同的耦合理论系数p对界面热弹性行为的影响不同，当材料呈线性分布（P=1）时，界面应力并不是最小的。本文开发的CV-FVM可作为求解复合材料热弹性问题和广义热弹性问题的备用工具