当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

非均质多孔泡沫弹性力学性能及导热性能的研究

发布时间:2018-03-07 18:14

  本文选题:多孔泡沫材料 切入点:弹性模量 出处:《重庆大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:多孔泡沫材料是一种由形成孔穴的棱边和壁面的固体杆或固体板所构成新型功能材料。相对于常规材料而言,多孔泡沫材料具有表观密度低、比表面积大、比强度高、耐高温等特点。航空航天、汽车工业、电子科技等行业的迅猛发展,对材料提出更多的要求,包括优良的热性能,良好的机械性能、减震、吸能等。多孔泡沫材料与常规材料相比,可以更好的满足这些要求,适应未来的发展,因此对其性能的研究尤为重要。与连续介质相比,多孔泡沫材料包含大量孔隙。孔隙的存在导致预测多孔泡沫材料性能变得复杂。目前大部分对泡沫材料性能的研究仅考虑孔隙率对于材料性能的影响。但实际的多孔材料大多是非均质的,孔隙结构的随机性、非周期性也会影响材料性能。本文用数值模拟的方法对非均质泡沫材料的线弹性压缩过程及导热过程进行模拟,研究孔隙结构对泡沫材料弹性力学性能及导热性能的影响。本文主要研究内容包括:建立多孔泡沫材料三维模型。基于面心立方体单元分别建立了D-R非均质模型和D-C-R非均质模型。分别定义了两种模型的孔隙均匀度,用孔隙均匀度来表征多孔泡沫材料的结构随机性。弹性力学性能方面,运用Auto CAD建立大量的D-R模型,采用有限元分析软件ANSYS进行线弹性压缩过程的模拟分析,计算材料的相对弹性模量。结果表明相对弹性模量同时受孔隙率和孔隙均匀度的影响。随着孔隙均匀度的减小,材料随机性增大,相对弹性模量减小。提出了非均质多孔泡沫材料相对弹性模量的预测式。导热性能方面,运用Auto CAD建立大量的D-C-R模型,导入有限元分析软件ANSYS进行导热过程的数值模拟,计算材料的相对有效导热系数。结果表明相对有效导热系数不仅与孔隙率有关,还受孔隙均匀度的影响。随着孔隙均匀度的减小,材料随机性增大,材料导热性能增强,相对有效导热系数增大。建立了非均质多孔泡沫材料相对有效导热系数预测式。本文做大量非均质泡沫导热过程和线弹性压缩过程的模拟,为非均质多孔泡沫的研究提供参考经验。
[Abstract]:Porous foam material is a new type of functional material consisting of solid rods or solid plates forming holes in edges and walls. Compared with conventional materials, porous foam materials have low apparent density, large specific surface area and high specific strength. The rapid development of aerospace, automobile, electronics and other industries, put forward more requirements for materials, including excellent thermal performance, good mechanical performance, shock absorption, Compared with conventional materials, porous foam materials can better meet these requirements and adapt to future development, so the study of their properties is particularly important. Porous foam materials contain a large number of pores. The existence of pores makes predicting the properties of porous foam materials more complicated. At present, most researches on the properties of foam materials only consider the effect of porosity on the properties of materials. Porous materials are mostly heterogeneous, The randomness and non-periodicity of pore structure also affect the properties of materials. In this paper, the linear elastic compression process and thermal conductivity process of heterogeneous foam materials are simulated by numerical simulation. The effect of pore structure on the elastic and thermal properties of foam materials is studied. The main contents of this paper are as follows: the three-dimensional model of porous foam material is established. The D-R heterogeneous model is established based on the surface cube element. And D-C-R heterogeneous model. The porosity uniformity of the two models is defined respectively. The porosity uniformity is used to characterize the structural randomness of porous foams. In terms of elastic mechanical properties, a large number of D-R models are established by Auto CAD, and the linear elastic compression process is simulated and analyzed by the finite element analysis software ANSYS. The results show that the relative modulus of elasticity is affected by both porosity and porosity uniformity. With the decrease of porosity, the randomness of the material increases. The relative elastic modulus is reduced. The prediction formula of relative elastic modulus of heterogeneous porous foams is proposed. In terms of thermal conductivity, a large number of D-C-R models are established by using Auto CAD, and the numerical simulation of the thermal conductivity process is carried out by introducing the finite element analysis software ANSYS. The results show that the relative effective thermal conductivity is not only related to porosity, but also affected by pore uniformity. With the decrease of porosity, the randomness of materials increases and the thermal conductivity of materials increases. The prediction formula of relative effective thermal conductivity of heterogeneous porous foams is established. In this paper, a large number of heat conduction processes and linear elastic compression processes of heterogeneous foams are simulated. It provides reference experience for the study of heterogeneous porous foam.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;生物泡沫材料[J];航天技术与民品;2000年04期

2 徐光,霍戈尔·米克;金属泡沫材料气孔形成过程的研究[J];热加工工艺;2001年04期

3 ;快干型泡沫材料[J];家具;2005年02期

4 蔡葵;;有机硅泡沫材料[J];精细化工信息;1990年02期

5 吴石山;张文煜;李克友;;橡塑并用泡沫材料的研究(Ⅰ)[J];弹性体;1992年01期

6 李鹏,刘德安,杨学忠;微球复合泡沫材料的研究和应用[J];玻璃钢/复合材料;2000年04期

7 刘先曙;可用于宇宙飞船的石墨泡沫材料[J];科技导报;2001年02期

8 唐辉;韩静;束嘉秀;王亚明;袁新兵;;非异氰酸酯法大豆油基泡沫材料的研究[J];现代化工;2006年12期

9 李纯清;严海彪;陈绪煌;;泡沫材料孔径及分布测量研究[J];湖北工业大学学报;2007年06期

10 李颖;张亮;彭龙贵;;有机硅泡沫材料的制备[J];有机硅材料;2008年04期

相关会议论文 前10条

1 史平安;;体积可压缩硅泡沫材料的解析理论研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 卢子兴;黄纪翔;;低密度泡沫材料的各向异性力学模型研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

3 张伟;储富祥;王春鹏;;生物质基泡沫材料的最新研究进展[A];2009年中国绝热节能材料协会年会论文集[C];2009年

4 陶萍;陈宏;胡文军;陈晓丽;;固体粉末与泡沫材料的含水量[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年

5 黄玮;傅依备;傅中华;韩军;卞直上;;两种硅泡沫材料辐射的稳定性[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年

6 陈晓丽;王彤伟;蒋荣峰;敬华;陈勇梅;;有机泡沫材料的吸放水特性及微观结构[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年

7 陈晓丽;陶萍;;不同湿度环境条件下两种硅泡沫材料的吸放湿性能[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年

8 唐辉;韩静;束嘉秀;王亚明;袁新兵;;非异氰酸酯法大豆油基泡沫材料的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2006年

9 吴玉倩;卫晓明;王孝军;杨杰;;聚苯硫醚复合泡沫材料的制备与性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

10 王雪梅;刘稷燕;江桂斌;;新型介孔泡沫材料的制备与应用[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 苏鸿英;加拿大国家研究院开发钛泡沫材料[N];中国有色金属报;2010年

2 ;“泡沫骨头”的来历[N];中国职工科技报;2011年

3 饶兴鹤;聚合物泡沫材料需求将达1800万吨[N];中国化工报;2011年

4 辛秀香;泡沫材料巧搭“脚手架”修补骨骼[N];大众科技报;2002年

5 记者 施浩;跻身全球三强 天晟新材紧贴市场持续创新[N];上海证券报;2011年

6 记者毛磊;泡沫材料——“哥伦比亚”号失事最大疑犯[N];人民日报;2003年

7 记者毛磊;泡沫材料摧毁“哥伦比亚”获新证[N];人民日报;2003年

8 记者毛磊;隔热瓦或封片受损是元凶[N];人民日报;2003年

9 新华社记者 颜亮;悲剧,似乎本来可以避免[N];新华每日电讯;2003年

10 记者 毛磊;美国宇航局加紧整改期待复飞[N];新华每日电讯;2003年

相关博士学位论文 前5条

1 张云霞;陶瓷泡沫材料的热冲击阻力行为研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 倪小军;泡沫材料对水下爆炸能量吸收及其冲击特性的研究[D];中国科学技术大学;2012年

3 王红宁;新型囊泡及泡沫材料的制备与表征[D];复旦大学;2009年

4 王常勇;生物降解聚合物-D.L-PLA泡沫材料作为植骨材料的实验研究[D];第四军医大学;1998年

5 李金娥;泡沫夹芯结构芯材的导热及面板的热冲击断裂行为研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 李娜;地聚物基泡沫材料的制备及其性能研究[D];济南大学;2015年

2 王龙;非均质多孔泡沫弹性力学性能及导热性能的研究[D];重庆大学;2015年

3 梁辉;金属泡沫材料随机模型的力学分析[D];哈尔滨工业大学;2007年

4 刘满刚;新型硼泥基泡沫材料的制备与性能研究[D];大连理工大学;2011年

5 李战莉;泡沫材料双模量弹性性质的细观力学分析及其梁结构的稳定性[D];南京航空航天大学;2006年

6 李颖;有机硅泡沫材料的制备研究[D];西北工业大学;2006年

7 凌娅;多孔石墨泡沫材料的流动及导热性能研究[D];重庆大学;2012年

8 谷沁洋;非均质多孔泡沫材料导热性能的研究[D];重庆大学;2013年

9 江健波;木薯淀粉基泡沫材料的制备及其性能研究[D];广西师范学院;2014年

10 于海新;低密度有机泡沫材料的制备[D];电子科技大学;2011年



本文编号:1580397

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1580397.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fdde3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com