树脂基碳纤维单层板电热效应特征的研究

发布时间：2017-12-25 10:46

  本文关键词：树脂基碳纤维单层板电热效应特征的研究　出处：《中国民航大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 碳纤维 有限元模型 电热效应 丝束 温度场

【摘要】：本论文首先采用统计分析、电路软件仿真等手段建立了平纹织物碳纤维树脂基单层板体积单元的等效电阻网络,得到了不同通电方向([经向]、[45])及不同电流密度(2A以下)下的电阻值的随机分布规律。然后,通过计算获得碳纤维丝束电热物理特性及力学性能参量,利用ABAQUS有限元软件建立了简化的织物-树脂复合材料模型,得到通电后丝束复合体系单元的温度场和应力场。最后,制备了间距放大的织物单层板试样,使用电热载荷实验平台,进行了不同通电方向([经向]、[45])及不同电流密度(2A以下)下的通电试验。测得了试样表面温度随时间的变化规律。主要结论有:1.经向通电的有限元模型的温度场分布不均匀,这体现在碳纤维丝束间温度不同、丝束和树脂温度相差较大。丝束和树脂接触界面温度较高。经纬向丝束搭接接触面的温度远比其他位置高。45度方向通电的温度场分布不均匀,而且与经向通电得到的温度场有所差别,体现在高温区域分布不同,45度通电模型所得的高温区的温度值更高。2.对于经向通电模型的应力场分布。我们发现整个模型的应力场分布不均匀。丝束与树脂接触的部位应力比其他地方大。3.在给试样通以电流时,经纬向纤维搭接处的表面温度快速升高,达到稳态,加载的电流越大,升温速率越快,产生的焦耳热越多,达到稳态后的温度越高。4.经纬向搭接试样测试结果表明,搭接节点处的稳态温度随着加载的电流密度的增大,随之增加,近似地呈线性变化。对比模拟和试验所得温度,两者吻合性较好,故有限元模型可以用来较好地预测温度值和应力值。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V258

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本文编号：1332533