【摘 要】
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热核聚变反应堆的第一壁组件是该装置中的重要部分,而其中的面壁是处于高温、强磁场中的薄板,它的动力学行为影响着聚变反应堆的安全。本文中,将薄板结构作为第一壁面壁的理论分
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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热核聚变反应堆的第一壁组件是该装置中的重要部分,而其中的面壁是处于高温、强磁场中的薄板,它的动力学行为影响着聚变反应堆的安全。本文中,将薄板结构作为第一壁面壁的理论分析模型,研究面壁在机械载荷、磁场和温度场中的动力学行为。
首先,四边简支矩形薄板为模型,分析第一壁面壁在横向稳恒均匀磁场、横向和面内均布周期载荷共同作用下的动态响应。计及Lorentz力效应,建立了大挠度薄板的非线性振动方程,利用Galerkin方法推导出微分动力系统。应用四阶Runge-Kutta方法进行数值求解,绘出了薄板运动的时程图,相轨迹图和Poincare映射图,并研究了薄板动力系统的运动规律。
计及几何非线性效应,研究了矩形薄板在温度场、强磁场和机械载荷作用下的动力学行为。以物理方程、非线性几何方程和平衡方程建立了热-磁场中薄板的运动方程,推导出微分动力系统。应用相平面法探索了薄板动力系统的运动规律,分析了各种机械载荷下系统的运动特征,研究了温度场的变化对薄板振动响应的影响,分析了磁感应强度对系统动态响应的作用。
研究表明,磁场在薄板非线性运动系统中消耗能量,可以抑制非线性作用。尽管温度场的存在改变了应变的大小,但不影响薄板的运动特征;面内载荷和横向载荷对系统动态响应的影响是相互耦合的,载荷的增大不仅导致振动幅值的增加而且改变了系统的运动特征。
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