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用激光-闪光法测量热扩散系数以评价复合材料的有效性能的数值模拟( Numerical Simulation of Thermal Diffusivity Measurements with the Laser-Flash-Method to Evaluate the Effective Property of Composite Materials )
M Potenza P Coppa S Corasaniti G Bovesecchi
激光闪光法(LFM)通常用于测量均质和各向同性材料的热扩散率,但也可应用于宏观非均质材料,如复合材料。当复合材料存在热各向异性时,如纤维增强复合材料,可以用线性调频法测量其在热流方向上的有效热扩散率(aeff)。本文利用有限元软件对线性调频法测量复合材料热扩散率过程中的热行为进行了数值模拟。考虑了三种复合结构:夹层结构(层间串联或并联排列);纤维增强复合材料;颗粒复合体(球体)。通过非线性最小二乘拟合(NL-LSF)对数值数据进行处理,得到复合材料的有效热扩散率。这个值有“动态有效热扩散率”的含义。然后根据复合材料的动态有效热扩散率、等效热容和密度计算了复合材料的有效导热系数(?Eff)。将该方法学的结果与假定“静态有效热物性”含义的同量解析计算值进行了比较。动静态性能值的比较与样品的不均匀性有关,对于完全均匀的样品,温度随时间的变化趋势与解的偏差提供了样品不均匀性的信息。
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