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本文采用耦合熱彈性理論(coupled thermoelasticity),配合古典薄板理論(cla- ssical theory of plates ),以數值分析法探討薄板愛熱引起振動的情況。此數值 分析法包含以有限單元法(finite element metbod )處理空間域,而將整個待分析 的區域分割成有限個單元的集合,同時以時間積分法(direct integration method- s)來處理時間項,可能有效地探討薄板受熱負荷作用的暫態響應。 本文所建立的電腦程式,藉著特定指標的數值,可以分別以耦合(coupled )或非耦 合(uncoupled) 理論,動態(dynamic) 或準靜態(quasi-static)狀況, 探討薄 板問題,在受到與時間相關的熱負荷時的響應。因此,在熱彈性範疇中包含慣性項( inertia term)、熱彈性耦合項(thermoelastic coupling term )等因素對暫態響 應的影響都可能儆獲得評估。 從本文實例研究所得到的數據顯示,關于熱彈性耦合項的效應,具有阻尼的效果,引 進一無因次參數ε( ),物理意義為部分機械能轉換為熱能的參數( )與熱容量(heat capacity)ρc之比。ε值越大,對固定的膨脹率來說, 將 有較多的機械能轉換為熱能,造成較多的能量損耗,阻尼現象將更顯著,熱彈性耦合 項效應將愈大。在探討慣性項的效應時,引進一無因次參數B,為特征熱傳時間 (c haracteristic heat transfer time ) 和特征機械時間 (characteristic mech- anical time )之平方根比(所謂 為平板的厚度平方除以熱擴散系數,而 則為平 板的自然周期)。當B值愈小,慣性項的效應將愈大。 在不同的邊界條件中,固定端的數目愈多,薄板的膨脹率較小,機械能轉換為熱能所 消耗的能量較小,熱彈性耦合項的效應較小。
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