平面粘弹性体热—湿应力有限元法及应用研究

【摘要】： 温度和湿度的变化，将引起粘弹性材料内部的热-湿应力，对于某些 问题，这种应力会导致材料破坏，因而是很重要的。 本文的研究内容包括两个方面：首先研究了平面瞬态热-湿耦合问题， 并编制了相应的有限元程序；然后，在此基础上，对平面热-湿粘弹性应 力问题进行了研究。以粘弹性材料的积分松弛型本构关系为基础，推导了 平面八节点等参单元的粘弹性体应力计算公式。当材料物性参数为时间、 温度、湿度的函数时，给出了记忆应变历史的粘弹性增量型本构关系。根 据所导出的有限元公式，本文编制了相应的平面热-湿粘弹性有限元程序。 应用本文所编制的有限元程序，在不同的干燥温度下，分别计算了玉米颗 粒纵剖面和横剖面内部的热-湿应力，分析了干燥过程中玉米颗粒内部各 组成部分（角质胚乳、胚芽、粉质胚乳）应力随时间的变化，并给出了最大 拉应力所在的位置。 根据本文的计算结果与实验结果比较，能够解释干燥过程中玉米裂纹 首先出现的位置。