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热弹性力学

  
主要研究物体或结构因受热造成的非均匀温度场产生的在弹性范围内的应力应变的变化规律的学科。又称热弹性理论。固体力学的一个分支。它是在弹性力学基础上考虑温度影响,在应力应变关系中增加由温度引起的应变项,并需用到热传导方程和热力学第一、第二定律而建立起来的理论。

  
根据温度和应力同时间的关系,可分为定常热应力问题和非定常热应力问题;根据温度同变形之间的关系,又可分为耦合热弹性问题和非耦合热弹性问题。定常热应力问题则指应力与时间无关的问题,非定常热应力问题指应力随时间而变化的问题。耦合热弹性问题考虑温度同变形的相互作用,即不但温度会产生变形,而且变形也要产生或者消耗能量,从而反过来又影响温度。热传导方程和热弹性方程不再是独立的,必须联立才能求解温度、位移和应力。在实际应用中,耦合项往往可以忽略,从而变成非耦合热弹性问题。对于某些问题,需要考虑耦合项的作用。例如,在波的传播中,由于热能耗散,热弹性耦合对波的阻尼起较重要的作用。在应力或应变不连续的问题以及热冲击问题中也须考虑耦合项的影响。

  
对各向异性体、复合材料、断裂等方面的热应力问题的研究进展较快,对非线性热弹性理论、电磁热弹性理论、压电晶体的热弹性问题的研究在发展中。



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