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单向纤维纳米复合材料有效热膨胀系数的测定。 (英语) Zbl 1358.74003号

摘要:我们提出了一种有效的数值格式(基于复变技术)来计算含有单向周期纤维的复合材料的有效热膨胀系数。此外,纤维的机械行为包含了界面效应,使得复合材料的分析模型能够适应纳米级的变形。由此产生的“纳米复合材料”受到均匀温度变化的影响,导致垂直于纤维的平面内发生周期性变形,并沿纤维方向发生均匀变形。这些变形场是通过分析复合材料的典型单元来确定的,随后得出相应的有效热膨胀系数。通过几个物理示例说明了数值结果。我们发现,随着纤维变得更硬,界面效应对有效热膨胀系数(尤其是与垂直于纤维的平面上的横向相对应的系数)的影响迅速衰减。此外,通过将本文获得的结果与有效介质理论的结果进行比较,我们表明,当纤维比基体软得多且纤维体积分数相对较高时,后者在确定有效横向热膨胀系数时可能会产生重大误差。

MSC公司:

74甲15 固体力学中的热力学
74A40型 随机材料和复合材料
74B05型 经典线性弹性

软件:

COMSOL公司
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全文: 内政部

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