單向纖維復合材料導熱性預測

      本文利用均勻化方法預測復合材料導熱性。采用這一方法給出了單向纖維復合材料沿纖維方向的導熱性表達式；將該方法與有限元技術結合得到了在垂直于纖維方向上復合材料導熱性數(shù)值形式的預測結果。根據(jù)這些結果我們用曲線形式給出了材料導熱性同各組分體分比間的關系，分析了體分比、纖維截面形狀和分布方式、纖維和基體間的相對導熱系數(shù)等因素對材料整體導熱性影響。注意到纖維分布的隨機性，本文還研究了纖維相對位置對材料導熱性的影響，指出相對位置的變化可導致材料的各向異性導熱性。本文指出基體相導熱性對材料整體導熱性的影響比纖維相的影響更重要。和已有的理論和實驗結果的比較說明，本文提出的方法是很有效的。

       導熱性是材料的重要物理性質(zhì)，隨著復合材料在工業(yè)中的廣泛應用，復合材料的導熱性預測受到了廣泛的重視。Loeb，Maxwell等研究了空心材料導熱性同空心率的關系，討論了空穴形狀和排列方式對導熱性的影響。Da Yu Tzou利用自洽方法給出了預測球形空洞和圓盤形裂縫材料整體導熱性的表達式。Agapiou和Devriesc對空心材料導熱性作了實驗研究。文研究了纖維增強材料的熱性預測，其中，G.S．Springer和S．W. Tsaicl采用平行模型法和剪切載荷比擬方法建立了單向纖維增強復合材料導熱性預測的表達式。本文利用均勻化方法對單向纖維復合材料的導熱性進行預測，研究了各組分材料導熱性、體分比、纖維截面形狀和分布對復合材料導熱性的影響，指出基體導熱性對材料整體導熱性影響比纖維導熱性更重要。和已有的理論及實驗結果的比較說明本文提供的方法是有效的，因此本文的方法和結果可望用于復合材料的熱設計，即設計復合材料的組成結構（包括各組分的體分比、纖維截面形狀和排列方式等）以使材料的宏觀導熱性滿足工程的要求。

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