正交各向异性材料三维热传导问题的有限元列式

针对通常复合材料热传导性能同其力学性能一样呈各向异性，从用热流密度表示的热传导微分方程入手，利用Galerkin方法建立了正交各向异性材料三维热传导问题的有限元列式．算例表明材料传热性能各向异性对温度场分布有很大的影响．     

正交各向异性材料三维热传导问题的有限元列式

针对通常复合材料热传导性能同其力学性能一样呈各向异性,从用热流密度表示的热传导微分方程入手,利用 Galerkin 方法建立了正交各向异性材料三维热传导问题的有限元列式.算例表明材料传热性能各向异性对温度场分布有很大的影响.     

等离子MIG焊接温度场的有限元模拟

利用有限元分析软件，通过合理的简化焊件，建立有限元分析模型，进行相应的网格化。模拟了热源功率相同、间距不同和热源功率不同、问距也不同时的焊接温度场。以及某一时刻的横、纵截面上的熔化区．     

丁字接头的温度场和应力场的有限元模拟

利用有限元分析软件，通过合理的简化丁字接头焊件，建立有限元分析模型，并进行了相应的网格化。模拟了焊接过程中丁字接头的温度场和残余应力，并将残余应力的模拟值和经验值进行了比较，证明该方法是一种经济而有效的焊接残余应力预测方法，可为制定焊接工艺以及控制残余应力提供一定的指导。     

偶联剂对PVC/纸粉复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂对纸粉进行表面处理,研究了纸粉填充PVC复合材料的力学性能和热学性能。研究结果表明,钛酸酯偶联剂可以较好地改善纸粉与PVC基体的相容性,从而显著提高复合材料的力学性能。冲击断面扫描电镜分析表明,偶联剂改善了纸粉与基体树脂的相容性。     

非线性热传导方程的摄动有限元解

本文用正则摄动法将一类非线性热传导方程分离为若干个线性方程,再逐个推导出其有限元计算格式。这种方法与一般有限元方法相比,可显著地节省计算时间,算例表明计算效果良好。     

简立方结构复合材料导热系数的研究

研究复合材料的导热性能对工业具有十分重要的意义．在考虑复合材料导热性质时，两相材料界面上的热阻是不能忽略的，为此计算复合材料的热传导系数是十分困难的．到目前为止，有人只对层状结构的复合材料的热传导问题做过一些研究．本文只对两相复合材料的导热性能做了研究，并简化为介质中含有简立方结构的杂质，针对此结构的复合材料给出了温度场表达式，从而计算了该材料的热传导系数，并得到了理论曲线，与实验结果基本吻合．     

聚酰亚胺纳米复合材料结构和性能的分子模拟

采用MS分子模拟技术,系统地模拟了掺杂纳米α-A l2O3和SiO2聚酰亚胺复合材料的结构和性能.结果表明:PI具有近程有序而远程无序的三维非晶形结构,元胞的形状接近立方体;纳米α-A l2O3比SiO2掺杂PI改性效果好,纳米掺杂引起了聚酰亚胺结构、晶体类型和性能的改变.     

简单断面型钢轧制温度场的三维有限元模拟

应用MARC/autoforge商用有限元软件,对方轧件在椭圆孔型中的轧制温度场进行了热力耦合模拟.研究了模拟过程中的传热边界条件,分析了轧制前和轧制过程中轧件温度场的分布和变化过程,模拟计算结果和实验结果的比较说明模拟计算和实际是一致的.     

粉末冶金铍铝合金拉伸性能的有限元模拟

采用ANSYS有限元软件分析在微观状态下粉末冶金铍铝合金的强度、内部应力场与颗粒形状、颗粒体积分数及基体强度的关系。该方法简单易行,并能够详尽地给出材料内部应力和应变场的分布细节,为材料的微观结构设计和力学性能改善提供理论支持。结果表明,颗粒的尖锐化会导致颗粒的尖端应力集中,致使低应力水平下材料在尖端处发生断裂。因此,在材料制备的过程中,应采用球形颗粒或对颗粒进行钝化处理;同时,由于颗粒和基体弹性模量的差异,使应力主要集中在颗粒上,而应变主要分布在基体上。通过模拟,比较不同颗粒体积分数和不同基体强度模型的屈服强度。结果表明,颗粒体积分数和基体强度的增加有助于提高铍铝合金的强度。     

中厚板堆冷温度场有限元模拟

利用ANSYS分析软件模拟中厚板16MnR堆冷的温度场,采用JMat—pro软件计算热物性参数,通过试块实测温降曲线来校正模型。结果表明：试块的模拟结果和实验结果吻合较好,计算值和实测值的差小于12℃。把校正后的模型及各项参数应用于实际生产过程中的堆垛预测,如中厚板16MnR堆垛1m,环境温度为25℃,精整拆堆时要求心部温度200℃以下,所需要的参考堆垛时间至少为33h;堆垛1．5m至少需要43h。     

变物性非均匀复合材料热传导方程

由基本定律出发,根据变物性非均匀复合材料特点,确定自由能密度的幂级数展开式的次数。利用熵密度对自由能密度的限制,导得熵密度变化率。结合变物性非均匀材料本构方程,推导出变物性非均匀复合材料的热传导方程。     

外加磁场淬火时瞬态温度场的数值模拟

在前期已提出的热传导方程的基础上,将外加磁场的作用视作一附加能量项,利用相变点附近铁磁材料比热和热膨胀系数的反常现象,建立包含磁场作用的热传导控制方程,应用有限元算法对中碳钢淬火却过程进行计算机数值模拟分析,定量求解热磁耦合作用下的瞬态温度分布。     

电致驱动巴基纸/形状记忆聚合物复合材料性能

为了研究不同质量比例石墨烯(few-layer graphene,FLG)和碳纳米纤维(carbon nanofiber,CNF)对混杂FLG/CNF巴基纸导电性能的影响,测量了FLG/CNF的质量比例由0提高至50%时巴基纸的体积电阻率,并检测了混杂FLG/CNF巴基纸的微观形态,通过实验还研究了FLG/CNF巴基纸增强形状记忆聚合物复合材料的电致驱动效应及温度场分布情况。试验结果表明:FLG/CNF巴基纸中碳纳米纤维填充了石墨烯片层间的空隙,碳纳米纤维和石墨烯片相互搭接形成连续网络;此外,巴基纸中碳纳米纤维和石墨烯比例的变化可导致巴基纸的电阻值发生改变。巴基纸增强形状记忆聚合物复合材料在90 s时完成了形状恢复,和试样初始形状相比,试样形状约恢复了95%。     

纳米TiO_2/丙烯酸共聚物复合材料制备及性能分析

采用乳液共混技术和原位分散聚合技术制备了丙烯酸共聚物/纳米TiO2复合乳液并制成了板材,对板材的各项力学性能进行了测试和分析.实验结果表明,丙烯酸类共聚物的制备条件为单体质量比为5:4:2,引发剂含量占总量的0.1%~0.4%,乳化剂的质量分数为4%左右,聚合温度为60~70℃,pH值在7附近,聚合时间4 h.在制备纳米TiO2/丙烯酸类共聚物的复合乳液时,必须先将纳米TiO2用高速剪切分散机分散均质,纳米TiO2填充量为3%时,纳米复合材料的拉伸强度达到最高值.     

聚合物基纳米复合材料

聚合物基纳米复合材料以其独特的性能受到人们的重视。主要介绍聚合物基纳米复合材料的制备方法、性能、应用及国内外研究现状。     

碳/碳复合材料等温CVI工艺有限元模拟及可视化研究

制备成本高是制约碳／碳复合材料应用的主要因素，建立分析模型是一条降低其开发和制备成本的重要途径。根据等温CVI工艺的传热与传质特点，以筒状零件为研究对象，利用有限元方法对其沉积过程的密度分布状态进行了分析与模拟，并且基于Visual C 和OpenGL编程技术，建立了有限元模拟可视化系统，利用该系统，可以比较直观地观察零件的致密化效果和孔隙分布情况，以进行准确的科学分析，有利于正确理解CVI工艺机理，并实现改进和优化。     

聚合物/粘土纳米复合材料研究进展

概述了近年来聚合物 /粘土纳米复合材料的研究进展 ,根据插层机理和方法的差别 ,将插层法分为 3类 :(1)单体原位插层复合 ;(2 )溶液中聚合物插层复合 ;(3)熔融聚合物插层复合。提出了利用双螺杆挤出机熔融挤出制备聚合物 /粘土纳米复合材料的新方法。并总结了聚合物 /粘土纳米复合材料的性能开发及应用前景。