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碳纤维复合材料格栅横向传热影响因素分析
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作者 单庆布 张淑杰 《高科技纤维与应用》 CAS 2019年第1期53-62,共10页
先进复合材料格栅结构作为一种新型结构形式,国内外已经开始了相关设计与研究。本文以碳纤维六边形蜂窝夹层结构为研究对象,基于三维各向异性热传导理论及复合材料的一般理论,采用有限元计算方法,同时考虑热传导和热辐射两种传热形式对... 先进复合材料格栅结构作为一种新型结构形式,国内外已经开始了相关设计与研究。本文以碳纤维六边形蜂窝夹层结构为研究对象,基于三维各向异性热传导理论及复合材料的一般理论,采用有限元计算方法,同时考虑热传导和热辐射两种传热形式对温度场的影响作用,利用有限元模型计算温度场,归纳计算结果,讨论了面板厚度、格栅厚度、复合材料发射率以及胞元结构长径比对结构温度场的影响。分析结果显示:碳纤维复合材料格栅结构与传统的铝蜂窝夹芯结构传热模式不同,热辐射占据了碳纤维复合材料格栅热传导的最大权重。 展开更多
关键词 热传导 格栅结构 碳纤维复合材料 铝蜂窝 辐射传热
全文增补中
建筑外围护结构热流密度优化研究 预览
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作者 李旭光 万少强 《建筑节能》 CAS 2019年第1期18-23,共6页
通过ANSYS对改造前后的窗户及墙体进行了传热对比分析,量化了既有建筑节能改造的效果,从而说明节能改造的必要性;运用有限元方法计算出了玻璃窗的传热系数,通过与传统计算方法的计算结果对比,得出了有限元分析热传导的正确性及分析改造... 通过ANSYS对改造前后的窗户及墙体进行了传热对比分析,量化了既有建筑节能改造的效果,从而说明节能改造的必要性;运用有限元方法计算出了玻璃窗的传热系数,通过与传统计算方法的计算结果对比,得出了有限元分析热传导的正确性及分析改造窗的可行性,为分析墙体的传热性提供了可靠的依据。 展开更多
关键词 外围护结构 热流密度 热传导 有限元分析
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三维编织复合材料宏细观多尺度传热分析 预览
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作者 黄志强 聂玉峰 李义强 《航空工程进展》 CSCD 2019年第1期46-52,共7页
近年来三维编织复合材料在航空、航天等领域得到了广泛应用,而热传导性能是其重要的物理性能之一。根据三维四向编织复合材料细观单胞模型,建立其热传导性能的宏细观多尺度模型,包括等效热传导系数的均匀化模型和温度场分布的多尺度模型... 近年来三维编织复合材料在航空、航天等领域得到了广泛应用,而热传导性能是其重要的物理性能之一。根据三维四向编织复合材料细观单胞模型,建立其热传导性能的宏细观多尺度模型,包括等效热传导系数的均匀化模型和温度场分布的多尺度模型;基于宏细观多尺度有限元算法,计算三维四向编织复合材料的等效热传导系数,并与实验结果进行对比;在此基础上,研究编织角和纤维体积含量对热传导系数的影响规律,并确定材料内部的温度场分布。结果表明:等效热传导系数与实验值吻合较好,细观单胞模型能较为真实地反映三维四向编织复合材料的结构构形,宏细观多尺度方法能有效预测三维编织复合材料的热传导性能,并且能有效捕捉材料内部的局部振荡效应。 展开更多
关键词 三维编织复合材料 热传导 多尺度分析 宏观等效性能 细观温度场
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二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料导热性的研究 预览
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作者 王少伟 邵亚国 《玻璃纤维》 CAS 2019年第1期9-14,共6页
设计制备了二氧化硅气凝胶粉体材料,使用KH550将其表面改性后与粘结剂醋酸乙烯-乙烯共聚乳液搅拌为混合液,在超声波清洗器中将厚度为9mm的玻璃纤维针刺棉浸入混合液中之后,干燥制备得二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料。结果表明采用KH550... 设计制备了二氧化硅气凝胶粉体材料,使用KH550将其表面改性后与粘结剂醋酸乙烯-乙烯共聚乳液搅拌为混合液,在超声波清洗器中将厚度为9mm的玻璃纤维针刺棉浸入混合液中之后,干燥制备得二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料。结果表明采用KH550表面改性的二氧化硅气凝胶材料在水性粘结剂中的溶解性良好,超声波处理有助于二氧化硅气凝胶材料均匀分散于玻璃纤维棉中;含二氧化硅气凝胶材料的玻璃纤维棉导热系数明显下降,且随温度升高,其隔热性能比普通玻璃纤维棉更好。对二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料的导热机理进行了研究,结果表明二氧化硅气凝胶材料的存在有效削弱了玻璃纤维棉的热桥效应及其气相导热效果。 展开更多
关键词 Si02气凝胶 导热性 玻璃纤维棉
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耐高温阻燃聚苯腈树脂的制备及性能 预览
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作者 陈兴刚 王亚凤 +1 位作者 桑晓明 张庆新 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期129-135,共7页
利用间苯二酚、双酚A和联苯二酚分别与4-硝基邻苯二甲腈发生亲核取代反应合成了3种耐高温苯腈单体,并利用4-氨基苯氧邻苯二甲腈为催化剂制备了3种聚苯腈树脂。采用红外光谱、核磁氢谱、差示扫描量热、热重分析、动态力学分析、扫描电镜... 利用间苯二酚、双酚A和联苯二酚分别与4-硝基邻苯二甲腈发生亲核取代反应合成了3种耐高温苯腈单体,并利用4-氨基苯氧邻苯二甲腈为催化剂制备了3种聚苯腈树脂。采用红外光谱、核磁氢谱、差示扫描量热、热重分析、动态力学分析、扫描电镜、导热系数仪和X射线衍射分析表征了苯腈单体和半本征型聚苯腈树脂的结构与性能。结果表明,3种苯腈单体的熔点在180~226℃,加工温度窗口为40~75℃。所制备3种聚苯腈树脂的起始分解温度(Td5%)高于480℃,玻璃化转变温度高于335℃,极限氧指数(LOI)高于57,导热系数大于0.21 W/(m·K),表现出良好的加工性、优异的热稳定性、突出的阻燃性和良好的导热性能。 展开更多
关键词 聚苯腈 耐高温 阻燃 导热 结晶度
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火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导研究 预览
6
作者 王岚 王立雄 +1 位作者 詹旺宇 刘红波 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2019年第3期96-103,共8页
为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限,并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考,在一维非稳态热传导公式的基础上,推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律,按照GB9978.1—2008建筑构件耐火... 为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限,并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考,在一维非稳态热传导公式的基础上,推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律,按照GB9978.1—2008建筑构件耐火试验方法,对工程上常用的LNR500支座防火板保护、LNR1500支座防火板保护及LNR500支座防火板、柔性防火材料组合保护3种防火保护试件进行在ISO834标准升温下的耐火试验,用ABAQUS软件对试验的建筑隔震支座进行了建模及有限元热分析。通过防火保护数值分析和耐火试验结果与公式结果对比,吻合较好,验证了理论公式的有效性。以理论推导和试验数据为基础,当支座表面温度达到临界温度150℃时,不同导热率防火板的极限厚度表可以作为工程应用参考。 展开更多
关键词 隔震橡胶支座 耐火性能 数值模拟 热物理场 热传导
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超声固结区域温度场分析及实验研究 预览
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作者 王寅 曹俊 +3 位作者 廖梦娇 肖中扬 张会霞 黄卫清 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期191-196,230共7页
温度是影响超声固结质量的重要因素,针对固结区域温度难以直接测量的现状,通过数值模拟研究工艺参数对固结温度的影响。首先,基于Hertz接触理论和Coulomb摩擦定律分析了固结区域的摩擦功,建立了固结区域的发热模型;其次,建立了钛铝箔材... 温度是影响超声固结质量的重要因素,针对固结区域温度难以直接测量的现状,通过数值模拟研究工艺参数对固结温度的影响。首先,基于Hertz接触理论和Coulomb摩擦定律分析了固结区域的摩擦功,建立了固结区域的发热模型;其次,建立了钛铝箔材的超声固结三维热传导有限元模型,并且分析了主要工艺参数对固结区域温度场分布的影响;最后,为了验证模型的有效性,建立了超声固结加工温度测试平台,通过在基板埋植热电偶的方式测量固结时的温度,发现实验结果与数值仿真结果变化趋势一致,证实了模型的有效性。 展开更多
关键词 超声固结 有限元 温度场 热传导
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温度应力作用下混凝土裂缝分析及COMSOL仿真模拟 预览
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作者 郭生根 《四川建筑科学研究》 2019年第1期1-4,共4页
以经典传热方程为理论基础,结合COMSOL三维热固耦合方法与实测数据,对混凝土受热膨胀产生裂缝进行了模拟分析及计算,得到了混凝土内部温度、最大主应力和最高温度随外界温度变化的函数关系:混凝土温度与外界环境温度的温差最小时,其最... 以经典传热方程为理论基础,结合COMSOL三维热固耦合方法与实测数据,对混凝土受热膨胀产生裂缝进行了模拟分析及计算,得到了混凝土内部温度、最大主应力和最高温度随外界温度变化的函数关系:混凝土温度与外界环境温度的温差最小时,其最大拉应力最小。这一结果能为大体积混凝土施工提供实践指导,合理选择施工周期可以控制混凝土裂缝的产生。 展开更多
关键词 混凝土 热传导 裂缝 COMSOL仿真
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三类随机分形结构下干土壤有效热导率的介观研究 预览
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作者 徐国稳 李坤 +3 位作者 蒋祎璠 黄明骏 房东旭 蔡姗姗 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2496-2502,共7页
地埋管换热器的换热能力是设计地源热泵系统的关键,而环境土壤的有效热导率是影响地下传热量的重要参数。为探究土壤的介观结构参数对有效热导率的影响,提出三类随机分形结构,并结合格子玻尔兹曼方法,对土壤类多孔材料的传热特性进行了... 地埋管换热器的换热能力是设计地源热泵系统的关键,而环境土壤的有效热导率是影响地下传热量的重要参数。为探究土壤的介观结构参数对有效热导率的影响,提出三类随机分形结构,并结合格子玻尔兹曼方法,对土壤类多孔材料的传热特性进行了基础研究。通过对热探针实验结果和三类重构结构下模拟结果的对比分析,发现孔隙率仍然是影响干土壤有效热导率的主要因素,分形维度数和粒径比的影响则较小;干土壤介观结构的随机性对有效热导率有较大的影响,随机颗粒分布的微小变化会导致差异高达到24.5%。 展开更多
关键词 多孔介质 分形 热导率 热传导 格子玻尔兹曼方法 热探针
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四季越野滑雪隧道建设围岩保温措施研究 预览
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作者 汪智慧 张雨浓 +2 位作者 佘小康 董福瑞 王述红 《水利与建筑工程学报》 2019年第3期177-180,198共5页
针对我国首座四季越野滑雪隧道运营时洞室内常年负温会对围岩造成冻害现象,根据隧道的结构特殊性,将四季越野滑雪隧道视为一维圆筒壁模型,其传热方式分为两部分,分别为洞内负温空气与隧道衬砌的热传导以及衬砌与围岩部分的固体与固体之... 针对我国首座四季越野滑雪隧道运营时洞室内常年负温会对围岩造成冻害现象,根据隧道的结构特殊性,将四季越野滑雪隧道视为一维圆筒壁模型,其传热方式分为两部分,分别为洞内负温空气与隧道衬砌的热传导以及衬砌与围岩部分的固体与固体之间的热传导。以1 a为计算模型计算负温情况下温度积温计算热流量,分析保温隔热层的最佳位置及最适合保温隔热层厚度。结果表明:对于四季越野滑雪隧道选取0.05 m厚度的带有阻燃材料的聚氨酯做为保温隔热层最适合,并且将保温隔热层敷设在隧道二衬表面效果最好。 展开更多
关键词 四季越野滑雪隧道 冻胀 热传导 保温措施
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有限元法解一维杆单元、热传导和流体流动问题的相似性比较 预览
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作者 王铭明 胡圣明 +1 位作者 于浩 汪晨 《价值工程》 2019年第9期152-155,共4页
本文通过对求解一维杆应力的有限元刚度矩阵及其方程的推导,并根据类比的方法,延伸推导了一维热传导和流体运动的有限元求解过程。通过比较分析发现,采用有限元法解决上述三种问题的基本原理完全相同,推到出的刚度矩阵及方程也有很大的... 本文通过对求解一维杆应力的有限元刚度矩阵及其方程的推导,并根据类比的方法,延伸推导了一维热传导和流体运动的有限元求解过程。通过比较分析发现,采用有限元法解决上述三种问题的基本原理完全相同,推到出的刚度矩阵及方程也有很大的相似性,可以用相同的方法推广到二、三维的情况。 展开更多
关键词 一维杆 热传导 流体运动 有限元法 刚度矩阵
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选区激光烧结过程传热分析的高效无网格法
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作者 陈嵩涛 段庆林 +2 位作者 王依宁 李书卉 李锡夔 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期135-146,共12页
增材制造是通过材料逐层堆积来实现构件无模成形的新型制造技术,近年来受到人们的广泛关注。基于无单元伽辽金法(无网格法)提出了一种可高效模拟以粉末床为主要技术特征的选区激光烧结增材制造过程的数值模拟技术。相应于材料逐层增加过... 增材制造是通过材料逐层堆积来实现构件无模成形的新型制造技术,近年来受到人们的广泛关注。基于无单元伽辽金法(无网格法)提出了一种可高效模拟以粉末床为主要技术特征的选区激光烧结增材制造过程的数值模拟技术。相应于材料逐层增加过程,逐层引入计算节点和背景积分单元。充分利用无单元法建立近似函数仅依赖于节点而非网格单元的优点,对远离当前加工层的区域自适应地进行“网格”粗化以减小计算规模。为进一步提高计算效率,引入稳定相容节点积分技术,大幅度减少了积分点数目。数值结果表明,所发展方法能够有效模拟选区激光烧结增材制造的热传导过程,再现温度场的演化历程。与使用通用有限元软件的模拟方法以及使用高斯积分的标准无网格法相比,该方法大幅度缩短了计算时间,显著提高了选区激光烧结过程传热分析的计算效率。 展开更多
关键词 增材制造 无网格/无单元 选区激光烧结 节点积分 热传导
高温作业专用服装的设计与研究 预览
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作者 易静姝 《科技创新与应用》 2019年第11期82-83,共2页
针对高温作业专用服装的设计问题,根据所给数据建立了相应的偏微分方程数学模型,以第二层最小厚度为目标函数,在约束条件的基础上,建立了单目标优化模型。利用MATLAB遗传算法工具箱对该模型进行求解,得到了高温作业专用服装的最优厚度。
关键词 热传导 偏微分方程 目标优化 遗传算法
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机床主轴箱热传导仿真分析与实验研究 预览
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作者 方兵 叶大鹏 赵芳伟 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第6期216-218,222共4页
为了能够在设计阶段改善精密数控机床在运转过程中由温度分布不均而带来的热误差问题,采用有限元法建立了某精密数控机床主轴及箱体的热分析模型。在确定主轴轴承发热功率和表面对流系数等热边界条件的基础上,重点考虑了主轴刀柄、轴承... 为了能够在设计阶段改善精密数控机床在运转过程中由温度分布不均而带来的热误差问题,采用有限元法建立了某精密数控机床主轴及箱体的热分析模型。在确定主轴轴承发热功率和表面对流系数等热边界条件的基础上,重点考虑了主轴刀柄、轴承等主要零部件结合面的接触热阻对热传导的影响。基于该模型,研究了箱体及主轴的温度场分布特点,揭示了主要部件的温度变化规律。搭建了温度测试系统以验证上述模型,对比结果表明,该热分析模型的相对误差均在5%以内,具有较好的精度,能应用于精密数控机床的设计、分析与优化。 展开更多
关键词 主轴箱 热传导 结合面 接触热阻 有限元分析
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木基金属功能复合材料研究进展
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作者 柴媛 傅峰 梁善庆 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期151-160,共10页
为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大... 为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。� 展开更多
关键词 木基金属功能复合材料 金属化木材 电磁屏蔽 导热
滑动粗糙表面接触导热的影响因素研究 预览
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作者 刘雨薇 李和言 +1 位作者 叶福浩 吴健鹏 《矿业科学学报》 2019年第3期246-253,共8页
通过对ABAQUS有限元软件进行二次开发,对滑动粗糙表面间的接触导热问题进行了研究。将滑动粗糙表面间的接触热导定义为滑动速度、接触压强、材料热参数以及表面粗糙度的函数,并且分析了3个无量纲参数对接触导热的影响。研究表明,往复运... 通过对ABAQUS有限元软件进行二次开发,对滑动粗糙表面间的接触导热问题进行了研究。将滑动粗糙表面间的接触热导定义为滑动速度、接触压强、材料热参数以及表面粗糙度的函数,并且分析了3个无量纲参数对接触导热的影响。研究表明,往复运动形式对滑动粗糙表面间的导热具有重要的影响。当滑动表面间的导热过程达到稳定状态时,单位时间内的无量纲平均热流密度随着无量纲参数η和无量纲频率■的增大而升高,随着接触荷载的减小以及表面粗糙度的增大而减小。此外,无量纲平均温度的变化规律与无量纲平均热流密度的变化规律相一致。 展开更多
关键词 滑动接触 粗糙表面 热传导 接触热导 往复运动
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癸醇-棕榈酸/膨胀石墨低温复合相变材料的制备与性能 预览
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作者 周孙希 章学来 +3 位作者 刘升 陈启杨 徐笑锋 王迎辉 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期290-297,共8页
为了寻求温度段在2~3℃的低温相变材料,采用低共熔法,以理论计算为基础制备了癸醇-棕榈酸(DA-PA)二元复合相变材料。为提高其热导率,利用膨胀石墨(EG)的多孔特性,制备了最佳质量比为15∶1的DA-PA/EG复合相变材料。通过DSC、步冷曲线、... 为了寻求温度段在2~3℃的低温相变材料,采用低共熔法,以理论计算为基础制备了癸醇-棕榈酸(DA-PA)二元复合相变材料。为提高其热导率,利用膨胀石墨(EG)的多孔特性,制备了最佳质量比为15∶1的DA-PA/EG复合相变材料。通过DSC、步冷曲线、红外光谱测试、SEM、HotDisk热常数分析、高低温循环实验对复合相变材料的结构和性能进行了研究。实验结果表明,当DA-PA质量比为97.8∶2.2时的低共熔温度为2.9℃,相变潜热为203.6J·g^-1。真空吸附后DA-PA被均匀地包裹在EG的多孔网状结构中,DA-PA/EG的相变温度为2.7℃,相变潜热为193.9J·g^-1,热导率为1.416W·(m·K)^-1,相比DA-PA提高了4.3倍。经过100次高低温循环后,DA-PA/EG仍保持良好的稳定性,在冷链物流中有较大的应用价值。 展开更多
关键词 复合材料 相变 热传导 吸附 稳定性
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导热聚对苯二甲酸丁二醇酯的制备及不同成核剂对其结晶性能的影响
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作者 葛铁军 吴姝 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期152-155,共4页
为提高聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的导热系数,在PBT基体中添加导热填料氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)制备复合导热PBT材料。导热填料的加入使树脂的物理机械性能下降,采用差示量热、X射线衍射等方法研究了不同成核剂对导热PBT结晶性能的影响... 为提高聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的导热系数,在PBT基体中添加导热填料氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)制备复合导热PBT材料。导热填料的加入使树脂的物理机械性能下降,采用差示量热、X射线衍射等方法研究了不同成核剂对导热PBT结晶性能的影响。结果表明:成核剂的加入改善了导热PBT的结晶性能,同时恢复了其物理机械性能。其中氧化镁起到了明显的成核作用,提高了导热PBT的结晶度、结晶峰峰值温度和熔融焓。 展开更多
关键词 聚对苯二甲酸丁二醇酯 导热 结晶 成核剂
激光诱导光学薄膜热致应力分析与仿真
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作者 曹乾坤 苏俊宏(指导) 《光学与光电技术》 2019年第1期75-80,90共7页
为了研究激光诱导下光学薄膜的热破坏和热致应力破坏过程,基于热传导理论、材料力学、热弹性力学等理论知识,建立激光诱导单层光学薄膜有源热传导方程和应力应变平衡方程的数学模型,运用积分变换法得到薄膜内温度和热应力的解析解。以S... 为了研究激光诱导下光学薄膜的热破坏和热致应力破坏过程,基于热传导理论、材料力学、热弹性力学等理论知识,建立激光诱导单层光学薄膜有源热传导方程和应力应变平衡方程的数学模型,运用积分变换法得到薄膜内温度和热应力的解析解。以SiO2薄膜、Al2O3薄膜和类金刚石(Diamond-Like Carbon,DLC)薄膜为例,利用MATLAB分别对其温度场和热致应力场进行计算和仿真。结果表明,不同薄膜由于热物性参数不同,其温度分布和热致应力分布也略有差异,三种薄膜均未发生热损伤,且SiO2薄膜和Al2O3薄膜也未发生热致应力损伤,但DLC薄膜可能发生热致应力损伤。 展开更多
关键词 光学薄膜 热传导 温度场 热致应力场 仿真
海冰盐度影响下冰水热力过程的试验研究 预览
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作者 陈晓东 王安良 +1 位作者 IKnut Hoyland 季顺迎 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期38-46,共9页
北极多年海冰的渡夏与冰脊形成的初始阶段均属于海冰升温的热力学过程。在卤水作用下,海冰在升温过程中需要融化内部的固态冰以达到温盐平衡。为研究海冰升温过程中盐度对宏观热力学性质的影响,本文设计了冰块试样在水中的一维浸没试验... 北极多年海冰的渡夏与冰脊形成的初始阶段均属于海冰升温的热力学过程。在卤水作用下,海冰在升温过程中需要融化内部的固态冰以达到温盐平衡。为研究海冰升温过程中盐度对宏观热力学性质的影响,本文设计了冰块试样在水中的一维浸没试验。将具有相同初始温度(-32℃)、不同盐度(0ppt,2.65ppt,12ppt)的冰试样浸至0.2℃的淡水环境中,并测试试样内部温度场与厚度变化。试验结果表明,高盐度海冰的最终冰厚增加量超过31%,而淡水冰则仅为15%。海冰内部卤水的活跃改变了海冰的宏观比热并大幅度提高了其潜在的内能变化量。同时,将内能变化的实测结果与Schwerdfeger模型理论计算结果进行了对比。分析得出,真实环境中在海冰卤水迁移引起的盐度不均匀分布与卤水外排使得Schwerdfeger模型无法准确描述海冰升温过程中热力学性质。此外,通过对新生冰进行冰晶测试中所观测的柱状结构及晶粒尺寸特征也进一步验证了试验结果的可靠性。 展开更多
关键词 海冰 热物性质 热传导 相变 模型试验
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