树脂复合材料导热性能的数值模拟.pdf

第 43卷第 12期 当 代 化 工 Vo1．43，No．12 2014年 12月 ContemporaryChemicalIndustry December．20l4 炭纤维 脂复合材料导热性能的数值模拟 胡 妞，李布楠，高本征 (清华大学 深圳研究生院 新材料研究所， 广东 深圳 518055) 摘 要：采用有限元方法对炭纤维／树脂复合材料的导热性能进行了数值模拟 ，分别建立一维结构和二维结 构炭纤维／树脂复合材料计算分析模型，研究炭纤维含量、界面接触热阻、以及炭纤维直径对复合材料有效热导 率的影响。研究结果表明炭纤维作为复合材料增强相 ，其含量越高复合材料的热导率越高；界面的接触热阻在 10～ 10fm K)／W范围内对复合材料有效热导率有较大的影响，超出范围之后改变接触热阻对材料热导率的影 响可以忽略；接触热阻比较大时，炭纤维的直径对复合材料的热导率有较大的的影响，当接触热阻比较小时， 炭纤维的直径对于复合材料热导率的影响非常小。 关 键 词：有限元；炭纤维树／脂复合材料；热导率 中图分类号：TQ018 文献标识码： A 文章编号： 1671—0460(2014)12—2636—04 NumericalSimulationofThermal Conductivit、，0fCarbon．fiber／ResinComposites HUNiu，L1Bu—tlagl，GA0Ben-zheng (NewMaterialsInstitute，GraduateSchoolatShenzhen，TsinghuaUniversity,GuangdongShenzhen508055，China) Abstract：Thermalconductivityofcarbon．fiber／resincompositeswassimulatedbyfiniteelementmethod．Simulation modelsofone．dimensionalstructureandtwo—dimensionalstructurewererespectivelybuilt．Efiectsofcarbonfiber content． interface contact resistance and diameter of carbon fiber on effective thern~al conductivity of carbon．fiber／resin composite were studied．The results show thatthermalconductivity ofcarbon．fiber ／resin compositesincreaseswithincreasingofcarbonfibervolumefraction；theinterfacecontactresistanceintherangeof 10～～10。m I厂√W hasobviousinfluenceontheeffectivetherrnalconductiviyt,whileoutofrange．theinfluencecan beignored；thediameterofcarbonfiberhasaremarkableinfluenceonthethermalconductiviyt whentheinterface contactresistanceiSlarger,buttheinfluenceiSverysmal1whentheinterfacecontactresistanceiSlesser． Keywords：Finiteelementmethod；Carbon—fiber／resin；Therma1conductivity 随着化工、能源、电子信息、电气工程、航空 触热阻…等因