編織碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料熱擴散仿真

編號：CYYJ02554

篇名：編織碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料熱擴散仿真

作者：吳恩啟 張澤祺 孫海力 吳天華

關(guān)鍵詞： 碳纖維 復合材料 有限元法 熱擴散系數(shù) 熱導率 孔隙率

機構(gòu)： 上海理工大學機械工程學院

摘要： 對編織碳纖維/環(huán)氧樹脂(CF/EP)復合材料的三維熱擴散性能進行有限元仿真研究。通過TexGen軟件創(chuàng)建20層編織CF/EP復合材料三維仿真模型,計算了不同孔隙率樣品的有效體積比熱和熱導率來設(shè)置材料屬性,并使用幅值曲線模擬周期性點光源進行仿真。首先以孔隙率為0%的樣品為例,采用非線性擬合求解熱擴散系數(shù),選出最優(yōu)的調(diào)制頻率范圍為0.1~2.0 Hz。在此基礎(chǔ)上研究了孔隙率對復合材料熱擴散性能的影響。結(jié)果表明,編織CF/EP復合材料在平面內(nèi)的熱擴散系數(shù)隨著孔隙率的增大而減小,孔隙率小于1.55%時,孔隙率每增加1%,熱擴散系數(shù)下降5.4%�？紫堵蚀笥�1.55%時,下降速度變慢,僅為2.4%。在平面內(nèi)沿著經(jīng)紗和緯紗方向的熱擴散較快,經(jīng)(緯)紗45°方向的熱擴散較慢,而在垂直方向上,由于點光源的穿透性使法向的熱擴散最快,體現(xiàn)了熱擴散的各向異性。