纖維增強復合材料熱隱身斗篷設計
本文選題:熱隱身 + 隱身斗篷。 參考:《計算力學學報》2017年04期
【摘要】:基于變換熱動力學原理可獲得具有熱隱身性能的隱身結構(隱身斗篷)所需要的材料性質的空間分布。但這種材料性質的復雜分布形式以及局部熱傳導性能無限大等極值性質需求,使得隱身斗篷設計的實現(xiàn)非常困難,需要研究基于常規(guī)材料的隱身斗篷設計。本文基于常規(guī)材料的熱隱身結構實現(xiàn)問題,提出了基于纖維增強復合材料圓環(huán)結構的實現(xiàn)熱隱身的結構形式。首先,基于變換熱動力學原理獲得熱隱身所需的熱傳導系數(shù)沿半徑方向的變化規(guī)律;進而,通過設計復合材料不同位置的纖維鋪設方式(含量和鋪設方向)實現(xiàn)熱隱身對材料性能的需求。選擇金屬銀作為纖維,空氣作為基體,設計出了具有熱隱身性能的復合材料圓環(huán)結構纖維含量和鋪設方向沿徑向的分布方案。對該設計方案進行數(shù)值仿真,結果顯示所設計的隱身結構具有良好的熱隱身性能。由于設計方案基于常規(guī)材料,因此具有容易實現(xiàn)的優(yōu)點。
[Abstract]:The spatial distribution of the material properties required for the stealthy structure (cloak) with thermal stealthy properties can be obtained based on the principle of transformation thermodynamics. However, due to the complex distribution of the material properties and the requirement of extreme properties such as the infinite local heat conductivity, the design of the cloak is very difficult, so it is necessary to study the design of the cloak based on conventional materials. Based on the realization of thermal stealthy structure of conventional materials, the structure form of thermal stealthy structure based on fiber reinforced composite ring structure is proposed in this paper. Firstly, based on the principle of transformation thermodynamics, the variation of thermal conductivity along the radius is obtained. By designing the fiber laying mode (content and laying direction) in different position of composite material, the requirement of thermal stealthy for material properties is realized. Using silver metal as fiber and air as matrix, the radial distribution scheme of fiber content and laying direction of composite ring structure with thermal stealthy was designed. Numerical simulation results show that the designed stealthy structure has good thermal stealthy performance. Because the design is based on conventional materials, it has the advantage of easy realization.
【作者單位】: 大連理工大學工業(yè)裝備與結構分析國家重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金(11332004) 中航工業(yè)產(chǎn)學研合作創(chuàng)興工程(CXY2013DLLG32)資助項目
【分類號】:TB33;TJ04
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,本文編號:1998237
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