НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 541.124

Россия, МГТУ им. Н.Э. Баумана

fn2@bmstu.ru

Метод самосогласования использован для оценки компонент тензора теплопроводности однонаправленного волокнистого композита, обладающего свойством трансверсальной изотропии по отношению к оси, параллельной расположению волокон. В этом методе путем осреднения возмущенного распределения параметров в элементах структуры композита и приравнивания результатов осреднения нулю удается оценить эффективные значения этих параметров для композита в целом. Возмущенные температурное поле и  распределение плотности теплового потока в волокнах и матрице композита найдено на основе разработанных математических моделей теплового взаимодействия этих элементов структуры с трансверсально изотропным однородным материалом, имеющим искомые коэффициенты теплопроводности. Для проверки достоверности итоговых расчетных зависимостей использованы двусторонние оценки, построенные на основе двойственных вариационных формулировок стационарной задачи теплопроводности в неоднородном твердом теле. Полученные расчетные зависимости могут быть применены для прогноза эффективных коэффициентов теплопроводности однонаправленных волокнистых композитов.

Список литературы

1.               Справочник по композиционным материалам. В 2 кн. Кн. 2 / Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А.Б. Геллера и др.; Под ред. Б.Э. Геллера. М.: Машиностроение, 1988. 580 с.

2.               Васильев В. В., Протасов В. Д., Болотин В. В. и др. Композиционные материалы: Справочник / Под общ. ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.

3.               Комков М.А., Тарасов В.А. Технология намотки композитных конструкций  ракет и средств поражения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 432 с.

4.               Калинчев В.А., Ягодников Д.А. Технология производства ракетных двигателей твердого топлива. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 688 с.

5.               Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974. 264 с.

6.               Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. 400 с.

7.               Кристенсен Р. Введение в механику композитов: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 336 с.

8.               Головин Н.Н., Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Смесевые модели механики композитов. Ч. 1. Термомеханика и термоупругость многокомпонентной смеси // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2009. № 3. С 36-49.

9.               Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н., Савельева И.Ю. Эффективные коэффициенты теплопроводности композита с включениями в виде удлиненных эллипсоидов вращения // Тепловые процессы в технике. 2013. Т. 5, № 6. С. 276-282.

10.            Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н., Савельева И.Ю. Теплопроводность композита, армированного волокнами // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. № 5. С. 75-81.

11.            Зарубин В.С. Прикладные задачи термопрочности элементов конструкций. М.: Машиностроение, 1985. 296 с.

12.            Зарубин В.С., Котович А.В, Кувыркин Г.Н. Оценки эффективного коэффициента теплопроводности композита с анизотропными шаровыми включениями // Изв. РАН. Энергетика. 2012. № 6. С. 118- 127.

13.            Эшелби Дж. Континуальная теория дислокаций: пер. с англ. М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 248 с.

14.            Янковский А.П. Численно-аналитическое моделирование процессов  теплопроводности в пространственно армированных композитах при интенсивном тепловом воздействии // Тепловые процессы в технике. 2011. Т. 3, № 11. С. 500-516.

15.            Chen Y.-M., Ting J.-M. Ultra high thermal conductivity polymer composites // Carbon. 2002. V. 40. P. 359-362.

16.            Зарубин В.С. Инженерные методы решения задач теплопроводности. М.: Энергоатомиздат, 1983. 329 с.

17.            Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математические модели механики и электродинамики сплошной среды. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 512 с.

18.            Hashin Z., Shtrikman S. A variational approach to the theory of the effective magnetic permeability of multiphase materials // J. Appl.  Phys. 1962. Vol. 33. P. 3125.