张阳
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聂玉峰
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武亚涛
机械工程材料
运用数字图像处理技术,对有机粘土纳米颗粒增强聚丙烯复合材料的微观形貌进行处理,获取有机粘土纳米颗粒的形状及其在聚丙烯基体中的分布情况,进而建立充分反映其微观结构的二维代表体积元(RVE)模型;对该模型用有限元方法进行拉伸模拟,通过计算模型的平均应力和应变,预测了复合材料的弹性模量,并对其内部的应力和应变分布进行了分析.结果表明:弹性模量的计算结果与试验结果差异较小,验证了借助数字图像处理和有限元分析技术预测纳米颗粒增强聚合物基复合材料弹性模量是可行的.
关键词:
数字图像
,
代表体积元模型
,
纳米颗粒
,
复合材料
,
有限元
刘加奇
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张立群
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杨海波
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丁雪佳
,
陈琪
,
卢咏来
复合材料学报
根据电镜照片中观察的微观结构信息,基于两套新设计的算法建立了代表体积元(RVE)模型,基于此模型研究了粒子填充聚合物基复合材料的导热性能与微观结构的关系.通过对电镜照片的处理得到两个参数即稀疏区比重和稀疏区半径,建立了与实际体系相符的具有非均匀粒子分布结构的RVE模型.制备了氧化铝/高温硫化硅橡胶导热复合材料,并测试了不同填充量下体系的热导率,用以验证模型的有效性.采用有限元方法求解RVE模型得到的热导率预测值与实验值进行对比,结果表明:填料用量在宽范围内预测结果与实验值均吻合很好;与均匀分布或随机分布相比,存在稀疏区和富集区的非均匀分布的体系具有更高的热导率,这种差异在高填充量下当颗粒间形成导热网链时更为显著;在相同填充量下,不同的粒子空间分布结构可使体系热导率差别很大,是影响体系热导率的关键因素.
关键词:
导热复合材料
,
热导率
,
非均匀粒子空间分布
,
代表体积元模型
,
有限元
,
导热硅橡胶
