Керування двовимірними стаціонарними температурними напруженнями півпростору за допомогою зовнішнього теплового навантаження

А. В. Ясінський, Ю. В. Токовий

Анотація


Розв’язано двовимірну стаціонарну задачу оптимального керування температурними напруженнями плоскодеформованого півпростору, що нагрівається внутрішніми джерелами тепла. За функцію керування вибрано температуру довкілля, з яким відбувається конвективний теплообмін через межову поверхню півпростору. Проаналізовано особливості поведінки знайденого розв’язку.

 

Зразок для цитування: А. В. Ясінський, Ю. В. Токовий, “Керування двовимірними стаціонарними температурними напруженнями півпростору за допомогою зовнішнього теплового навантаження,” Мат. методи та фіз.-мех. поля, 62, No. 2, 98–106 (2019).

Translation: А. V. Yasinskyy, Yu. V. Tokovyy, “Control of two-dimensional stationary thermal stresses in a half space with the help of external thermal loading”, J. Math. Sci., 261, No. 1, 115–126 (2022), https://doi.org/10.1007/s10958-022-05744-9


Ключові слова


задача керування, обернена задача термопружності, температурні напруження, двовимірна задача термопружності

Посилання


Вигак В. М. Управление температурными напряжениями и перемещениями. – Киев: Наук. думка, 1988. – 312 с.

Дейнека В. С., Аралова А. А. Оптимальное управление термонапряженным состоянием полого длинного цилиндра // Доп. НАН України. – 2012. – № 5. – С. 38–42.

Калиняк Б. М. Визначення температурного поля та термомеханічних характеристик матеріалу, які забезпечують нульові радіальні напруження у неоднорідному вздовж радіуса довгому порожнистому циліндрі // Доп. НАН України. – 2015. – № 6. – С. 46–55.

Кушнір Р. М., Попович В. С., Ясінський А. В. Оптимізація та ідентифікація в термомеханіці неоднорідних тіл. – Львів: Сполом, 2011. – 256 с. – Моделювання та оптимізація в термомеханіці електропровідних неоднорідних тіл / Під заг. ред. Я. Й. Бурака, Р. М. Кушніра: в 5-ти т. – Т. 5.

Попович В. С., Ракоча І. І. Напружено-деформований стан кусково-однорідного термочутливого циліндра за тепловиділення кипінням рідини // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 2015. – 58, № 2. – С. 89–97. Те саме: Popovych V. S., Rakocha І. І. Stress-strain state of a piecewise homogeneous thermally sensitive cylinder in the presence of heat removal by liquid boiling // J. Math. Sci. – 2017. – 223, No. 2. – P. 103–116. – https://doi.org/10.1007/s10958-017-3341-4

Федасюк Д. В. Методи та засоби теплового проектування мікроелектронних пристроїв. – Львів: Вид-во держ. ун-ту «Львівська політехніка», 1999. – 228 с.

Чекурін В. Ф., Постолакі Л. І. Застосування варіаційного методу однорідних розв’язків для оптимального керування осесиметричним напруженим станом циліндра // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 2017. – 60, № 2. – С. 105–116.

Ясінський А. В., Токова Л. П. Оптимізація статичних температурних переміщень плоскодеформованого півпростору за допомогою зовнішнього теплового навантаження // Мат. методи та фіз.-мех. поля. – 2018. – 61, № 3. – С. 54–62.

Ashida F., Morimoto T., Yamada T. Adaptive control of maximum thermal stress in a smart piezocomposite disk // J. Therm. Stresses. – 2016. – 39, No. 3. – P. 314–325. – https://doi.org/ 10.1080/01495739.2015.1125199

Boley B. A., Weiner J. H. Theory of Thermal Stresses. – New York: Wiley, 1960. – 586 p.

Deka A., Datta D. B-spline curve based optimum profile on annular fins using multiobjective genetic algorithm // J. Therm. Stresses. – 2017. – 40, No. 6. – P. 733–746. – https://doi.org/10.1080/01495739.2016.1276419

Ding S., Wu T.-P. Optimization of material composition to minimize the thermal stresses induced in FGM plates with temperature-dependent material properties // Int. J. Mech. Mater. Des. – 2018. – 14, No. 4. – P. 527–549. – https://doi.org/10.1007/s10999-017-9388-z

Farlow S. J. Partial differential equations for scientists and engineers. – New York: Dover Publ., 1993. – 414 p.

Hetnarski R. B., Eslami M. R. Thermal stresses-advanced theory and applications. – Dordrecht: Springer, 2009. – 560 p.

Kushnir R. M., Yasinskyy A. V. Optimal heating control of thermosensitive bodies under plastic deformation of material // J. Eng. Math. – 2013. – 78, No. 1. – P. 83–98. – https://doi.org/10.1007/s10665-011-9467-3

Kushnir R., Yasinskyy A. Control of steady-state thermal displacements and stresses in a plane-strained half-space // J. Therm. Stresses. – 2018. – 41, No. 10–12. – P. 1468–1486. – https://doi.org/10.1080/01495739.2018.1520619

Nemat-Alla M. Reduction of thermal stresses by composition optimization of twodimensional functionally graded materials // Acta Mech. – 2009. – 208. – P. 47–161. – https://doi.org/10.1007/s00707-008-0136-1

Nyashin Y. I., Ilialov O. R. Optimization problem for obtaining a prescribed residual stress distribution: formulation and solution // Int. J. Mech. Sci. – 1995. – 37, No. 5. – P. 485–493. – https://doi.org/10.1016/0020-7403(94)00080-4

Ootao Y., Kawamura R., Tanigawa Y., Imamura R. Optimization of material composition of nonhomogeneous hollow circular cylinder for thermal stresses relaxation making use of neural network // J. Therm. Stresses. – 1999. – 22, No. 1. – P. 1–22. – https://doi.org/10.1080/014957399281020

Taler J., Dzierwa P., Jaremkiewicz M., Taler D., Kaczmarski K., Trojan M. Thermal stress monitoring in thick-walled pressure components based on the solutions of the inverse heat conduction problems // J. Therm. Stresses. – 2018. – 41, No. 10-12. – P. 1501–1524. – https://doi.org/10.1080/01495739.2018.1520621

Yang Q., Gao B., Xu Z., Xie W., Meng S. Topology optimisations for integrated thermal protection systems considering thermo-mechanical constraints // J. Appl. Therm. Eng. – 2019. – 150, No. 5. – P. 995–1001. – https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.01.067

Yasinskyy A. Determination and optimization of stress state of bodies on the basis of inverse thermoelasticity problems // Encyclopedia of Thermal Stresses / Ed. R. B. Hetnarski. – Dordrecht: Springer, 2014. – Vol. 2. – P. 916–924. – https://doi.org/10.1007/978-94-007-2739-7_607

Yasinskyy A., Tokovyy Yu., Ierokhova O. Optimization of two-dimensional nonstationary thermal stresses and displacements in a half-space through the use of internal heat sources // J. Therm. Stresses. – 2016. – 39, No. 9. – P. 1084–1097. – https://doi.org/10.1080/01495739.2016.1192854


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.