【摘 要】
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在工程应用中，薄板结构常常由于局部温度载荷的作用产生热变形和热应力。当薄板结构局部加热或受到激光辐照时，结构内会形成分布不均匀的温度场，温升将影响材料性能参数，温度梯度
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在工程应用中，薄板结构常常由于局部温度载荷的作用产生热变形和热应力。当薄板结构局部加热或受到激光辐照时，结构内会形成分布不均匀的温度场，温升将影响材料性能参数，温度梯度将引起结构热力学性能的改变，使结构产生变形和热应力，因此研究局部升温薄板结构的热力学效应具有重要理论意义和工程应用价值。 本文通过解析法和有限元法对局部热流作用薄板产生的局部升温、变形和热应力等响应进行基础性研究，为分析局部热流作用产生的热力学效应提供了参考依据。主要研究内容包括: (1)基于薄板小挠度弯曲理论，研究局部升温圆板的热弹性响应。考虑结构在面内和厚度方向均有温度梯度的情形，推导了受轴对称加热的圆板在周边固支、周边简支和周边自由等不同边界条件下的位移和热应力的解析表达式。假设高斯激光或连续均匀激光局部加热圆板，分别计算了具有轴对称高斯型温度场分布和轴对称均匀温度场分布作用的圆板在不同边界条件下的位移和热应力表达式。通过算例，验证了圆板挠度的解析结果与有限元结果的一致性，分析了边界条件和局部温度参数等主要参数对响应结果的影响，总结了不同参数下响应结果的变化规律; (2)基于薄板小挠度弯曲理论，研究局部升温圆环板结构的热变形。假设连续均匀激光局部加热圆环板，考虑结构在面内和厚度方向均有温度梯度的情形，推导了受轴对称加热的圆环板在内边界自由，外边界固支或简支条件下的挠度的解析表达式。通过算例，验证了圆环板挠度的解析结果与有限元结果的一致性，分析了边界条件对挠度的影响，并对圆环板与圆板的挠度进行了比较; (3)采用有限元法研究考虑材料参数随温度变化（材料非线性）时局部热流加热周边简支圆板的响应，通过温度位移耦合方法得到了不同作用时间、不同热流密度和不同光斑半径下结构的温度场、变形以及Von-Mises应力分布，分析了热流密度和光斑半径等主要参数对圆板响应的影响规律。
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