State Space Approach to Thermoelastic Problem with Three-Phase-Lag Model

Abstract

A two-dimensional problem of generalized thermoelasticity is formulated using state space approach. In this formulation, the governing equations are transformed into a matrix differential equation whose solution enables to write the solution of two-dimensional problem in terms of the boundary conditions. The resulting formulation is applied to an isotropic half-space problem within three-phase-lag model of thermoelasticity. The bounding surface is traction free and subjected to a time dependent thermal shock. The solution for temperature distribution, displacements and stress components are obtained and presented graphically as well as a comparison with other thermoelastic models is made.

Двовимірна задача узагальненої термопружності сформульована з використанням підходу простору станів. У цій постановці основні рівняння перетворюються на матричне диференціальне рівняння, розв'язування якого дає змогу записати розв'язок двовимірної задачі через граничні умови. Остаточне формулювання застосовується до задачі про ізотропний напівпростір в рамках моделі запізнювання трьох фаз термопружності. Гранична поверхня є вільною від розтягу і піддається залежному від часу тепловому удару. Отримані та представлені графічно розв'язки для розподілу температури, переміщень та напружень. Також проведено порівняння з іншими термопружними моделями.