零-負多孔熱膨脹結(jié)構(gòu)設計及其性能表征.pdf

1、在一些高溫、低溫和溫差變化速度很快的環(huán)境下，熱變形對工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及精密探測設備探測精度有著至關(guān)重要的影響。本文針對零／負熱膨脹系數(shù)的點陣結(jié)構(gòu)開展了系統(tǒng)深入的研究，旨在使用普通工程材料，設計既具備良好承載性能有具備零熱膨脹或者負熱膨脹的新型多孔結(jié)構(gòu)。本文將零/負熱膨脹結(jié)構(gòu)劃分為三大類，分別為雙材料桿零/負熱膨脹結(jié)構(gòu)、三角形單元零/負熱膨脹結(jié)構(gòu)和曲面雙材料零/負熱膨脹蜂窩結(jié)構(gòu)。
　　針對雙材料桿零/負熱膨脹結(jié)構(gòu)，本文設計了一種“

2、I”形雙材料桿，相比文獻中的雙材料金屬條，可以解決兩種材料接觸的地方受熱時有明顯的應力集中的問題，而且較容易制備。
　　針對三角形單元零/負熱膨脹結(jié)構(gòu)，本文分析了鉸接和固接節(jié)點對三角形單元熱膨脹系數(shù)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當桿件厚度與長度的比值在1/10以下時，三角形鉸接和固接單元的熱膨脹系數(shù)差距很小，即可以使用三角形鉸接單元的熱膨脹系數(shù)表達式近似求解三角形固接單元的熱膨脹系數(shù)；而且三角形單元越“扁平”，豎直方向上的負熱膨脹現(xiàn)象越明顯。

3、
　　針對曲面雙材料零/負熱膨脹蜂窩結(jié)構(gòu)，本文分析了曲面雙材料蜂窩結(jié)構(gòu)受熱變形的特點。然后，使用能量法推導出曲面雙材料蜂窩結(jié)構(gòu)熱膨脹系數(shù)的理論解。
　　針對以上三種結(jié)構(gòu)，本文分別進行了詳細的理論推導，研究了各幾何參數(shù)與材料參數(shù)對結(jié)構(gòu)熱膨脹系數(shù)的影響?；谝陨戏治觯疚脑O計了最容易實現(xiàn)的點陣結(jié)構(gòu)模型，可以實現(xiàn)某些方向上的零熱膨脹特性，或者宏觀各向同性的零熱膨脹特性，為它們在工程上的應用提供了理論基礎，也為設計零/負熱膨脹結(jié)構(gòu)提