预报纤维增强复合材料有效热导率的随机微结构胞元模型

编号 zgly0001435071

文献类型 期刊论文

文献题名 预报纤维增强复合材料有效热导率的随机微结构胞元模型

作者 康博奇  严鹏  蒋持平 

作者单位 北京航空航天大学航空科学与工程学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2012年05期

年份 2012 

分类号 TB332 

关键词 纤维增强复合材料  有效热导率  随机微结构胞元模型  热流通道 

文摘内容 发展了能预报复合材料有效性质的随机微结构胞元模型以预测单向纤维增强复合材料横向热导率。研究了能反映宏观有效性质的模型最小化问题,探讨了微结构影响宏观有效热传导性能的机制。结果表明:通过对模型指定周期边界条件并且以多个合适的小规模模型计算的平均值取代大模型计算,可大大改进收敛性并提高计算效率,从10×10个到30×30个子胞的模型,所得有效热导率计算结果的最大相对变化量仅为0.6%。不同纤维排列引起热流穿过热阻大的基体的路径长度改变,造成有效热导率不同;纤维热导率远大于基体热导率时,纤维随机分布造成纤维偏聚,部分纤维接触形成热流通道,使得有效热导率增大,揭示了某一体积分数下有效热导率急剧增加是由热流通道贯通引起。与实验结果的比较说明了微结构随机性研究的必要性和本文工作的实用价值。