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三维编织复合材料热物理性能的有限元分析
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V258[一般工业技术—材料科学与工程;航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程;航空宇航科学技术] TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(10932001,11072015)
中文摘要:

根据三维编织复合材料的细观结构,分别建立了三维四向和五向编织复合材料热物理性能的有限元模型。采用周期性的非绝热温度边界条件和位移边界条件,计算了三维四向和五向编织复合材料的整体等效热传导系数和热膨胀系数,计算结果同已有文献相比与实验值符合得更好。在此基础上,进一步研究了编织角、纤维体积分数、编织结构等参数对材料热物理性能的影响规律。结果表明,三维编织复合材料的热物理性能具有明显的各向异性,热膨胀性能随参数的变化规律相比热传导性能更具非线性特征。且所得结果与实验值符合较好,证实了本文模型的有效性,为材料热学问题和力热耦合问题的分析提供了有用参考。

英文摘要:

Based on the meso-structure of three-dimensional (3D) braided composites, the finite element models of thermophysical properties of four-directional and five-directional composites are established. By using the periodic non-adiabatic temperature boundary condition and displacement boundary condition, the global effective thermal conductivity coefficient and thermal expansion coefficient are calculated, which are in a better agreement with experimental results than the previous literature. Based on this, the law of thermo-physical properties influenced by material parameters (i. e. braiding angle, fiber volume fraction and braiding structure) are also studied. The thermo-physical properties of 3D braided composites are significantly anisotropic, and the tendency of the thermal expansion properties with material parameters is more non-linear than the thermal conductivity properties.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676