УДК 536.2
ВЛИЯНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ ВОЛОКОН
НА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО
ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА
В.С. Зарубин
,
Г.Н. Кувыркин
,
И.Ю. Савельева
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
;
Волокна и близкие к ним по форме включения являются достаточно рас-
пространенными армирующими элементами в конструкционных материалах.
Армирование высокопрочными и высокомодульными волокнами повышает меха-
нические и теплофизические характеристики композита. Эффективное значе-
ние коэффициента теплопроводности такого композита зависит от располо-
жения и объемной концентрации волокон. Получены расчетные зависимости,
позволяющие оценить эффективные коэффициенты теплопроводности одно-
направленного трансверсально изотропного волокнистого композита с ком-
бинированными волокнами (волокно и его сердцевина выполнены из разных
материалов). Рассмотрен вариант упорядоченного расположения волокон в
плоскости, перпендикулярной их оси, когда представительный элемент струк-
туры композита можно представить квадратной ячейкой с находящимся в
ее центре поперечным сечением волокна. Представленные расчетные зависи-
мости могут быть использованы для прогноза значений компонент тензора
эффективной теплопроводности однонаправленного трансверсально изотроп-
ного волокнистого композита с комбинированными волокнами.
Ключевые слова
:
однонаправленный волокнистый композит, комбинированное
волокно, тензор эффективной теплопроводности.
INFLUENCE OF AN ARRANGEMENT OF COMBINED FIBERS
ON THERMAL CONDUCTIVITY OF UNIDIRECTIONAL FIBROUS
COMPOSITE
V.S. Zarubin
,
G.N. Kuvyrkin
,
I.Yu. Savel’eva
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
;
Fibers and fiber-like inclusions are fairly common reinforcing elements in structural
materials. High-strength and high-modulus fibers reinforcement increases the
mechanical and thermal properties of the composite. The effective value of the thermal
conductivity of the composite depends on the arrangement and volume concentration
of fibers. The dependences allowing us to estimate the effective thermal conductivity
of the unidirectional transversely isotropic fibrous composite with the combined
fibers (fiber and its core are made from different materials) are calculated. A case
of the ordered arrangement of fibers in the plane perpendicular to their axis is
considered provided that the representative structure of the composite element can
be represented as a square cell with the fiber cross-section in the center of it. The
presented calculated dependences can be used to predict the values of the components
of the effective thermal conductivity of the unidirectional transversal isotropic fibrous
composite with the combined fibers.
Keywords
:
unidirectional fibrous composite, combined fiber, tensor of the effective
thermal conductivity.
76
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 4
