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W/Cu梯度材料熱應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
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基金項(xiàng)目:

國家自然科學(xué)基金（51201173, 51372255）；國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃專項(xiàng)（2013GB110005）；山東省自主創(chuàng)新專項(xiàng)（2013CXC90201）


Simulation of Thermal Stress and Optimization Design of Structure for the Tungsten/Copper Functional Gradient Material
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    摘要:

    運(yùn)用ANSYS12.0軟件對W/Cu梯度材料進(jìn)行熱應(yīng)力模擬分析，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，隨著成分分布指數(shù)（p）的增加，最大熱應(yīng)力先減小后增大；在p=1.3，熱流密度為30 MW/m2時(shí)，最大熱應(yīng)力值最小為180 MPa，與非梯度材料相比最大等效熱應(yīng)力降低79%；最優(yōu)化的梯度層厚度大于3 mm，梯度層數(shù)4~6層，鎢板的厚度1~3 mm。

    Abstract:

    Thermal stress and optimum structure design of tungsten/copper functional gradient materials (W/Cu FGM) were analyzed via ANSYS12.0 code. The results show that the maximum thermal stresses firstly decrease to a bottom value and then slightly increase with the increasing of compositional exponent (p) of W/Cu FGM. The equivalent Von Mises thermal stress for the W/Cu FGM (p=1.3) is 180 MPa, decreased by 79% compared with non-FGM under heat flux of 30 MW/m2. According to the simulation results, the optimal parameters of the W/Cu FGM are listed as following: above 3 mm for the thickness, 4~6 layer for the W/Cu FGM and 1 mm to 3 mm of the thickness for the tungsten layer.

    參考文獻(xiàn)
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引用本文

宋月鵬,孫祥鳴,李江濤,李 倩,陳義祥,郭世斌,高東升. W/Cu梯度材料熱應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].稀有金屬材料與工程,2015,44(3):603~607.[Song Yuepeng, Sun Xiangming, Li Jiangtao, Li Qian, Chen Yixiang, Guo Shibin, Gao Dongsheng. Simulation of Thermal Stress and Optimization Design of Structure for the Tungsten/Copper Functional Gradient Material[J]. Rare Metal Materials and Engineering,2015,44(3):603~607.]
DOI：[doi]

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歷史
  • 收稿日期:2014-03-15
  • 最后修改日期:
  • 錄用日期:
  • 在線發(fā)布日期: 2015-05-29
  • 出版日期: