本文提出了基于耦合思想的編織復(fù)合材料熱物理性能快速預(yù)測(cè)方法,給出了增強(qiáng)相模型和整體區(qū)域模型之間的溫度場(chǎng)自由度協(xié)調(diào)關(guān)系、增強(qiáng)相與整體區(qū)域疊合后的熱學(xué)性能匹配方法以及應(yīng)用于耦合模型的溫度場(chǎng)周期性邊界條件,應(yīng)用該方法預(yù)測(cè)了三維四向編織復(fù)合材料的等效熱膨脹系數(shù)和等效熱傳導(dǎo)系數(shù)。組建了復(fù)合材料熱膨脹性能測(cè)試及溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在測(cè)試溫度范圍內(nèi)該系統(tǒng)的應(yīng)變偏差小于1×10^-6ε,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可靠性,進(jìn)一步利用該系統(tǒng)驗(yàn)證了新方法的預(yù)測(cè)精度和可行性。該方法較傳統(tǒng)方法顯著降低了建模難度,提高了網(wǎng)格精度,減少了計(jì)算規(guī)模,可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料熱物理性能的快速預(yù)測(cè),同時(shí)為復(fù)合材料熱物理性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 

【文章來源】：燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,44(01)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

復(fù)合材料共節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格模型建立過程

首先采用六面體網(wǎng)格建立編織復(fù)合材料中的纖維束模型,利用編制的網(wǎng)格切割程序提取單胞區(qū)域內(nèi)的纖維束模型,當(dāng)六面體單元經(jīng)過單胞模型的邊界面切割提取時(shí),余下的部分可以采用六面體、三棱柱或者四面體單元重新進(jìn)行網(wǎng)格劃分,根據(jù)切割面與單元的位置關(guān)系,一共有14種相對(duì)位置關(guān)系;當(dāng)三棱柱單元再次被單胞邊界面切割提取時(shí),切割面與單元的相對(duì)位置關(guān)系共有19種;當(dāng)四面體單元再次被單胞邊界面切割提取時(shí),切割面與單元的相對(duì)位置關(guān)系共有3種。根據(jù)這些單元可能的被切割情況,進(jìn)行單元結(jié)構(gòu)形式的重新構(gòu)建,并編寫了相應(yīng)程序[9],在該程序中,通過讀入模型的單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、單元節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系和要進(jìn)行切割提取的單胞邊界面坐標(biāo),該程序便可進(jìn)行自動(dòng)的判斷和網(wǎng)格重組劃分,并最終輸出為有限元軟件可快速讀入的代碼數(shù)據(jù)文件。本文利用該方法進(jìn)行單胞模型區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格模型的切割提取。為了便于觀看,此處只顯示一個(gè)方向的纖維束模型提取,如圖2所示。將切割提取出的增強(qiáng)相模型與整體區(qū)域模型疊合,得到復(fù)合材料單胞網(wǎng)格模型。如圖3所示。

基于耦合思想的單胞網(wǎng)格模型建立過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3273734