COMSOL激光扫描纤维增强聚合物基复合材料热响应数值仿真研究(3)
时间:2019-03-08 17:29 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
现有的文献主要集中在加工性能和激光加工中的材料去除机理，很少有做各向异性热传导与热影响区纤文增强塑料的。目前的调查，运用基本分析的热传导模型对各向异性材料，并进行热影响区的范围内的实验验证。本研究还讨论了纤文取向的影响，以及温度和束流功率在7℃以下工作时的热损伤程度。 COMSOL是一款包含庞大系统的高级数值仿真软件。广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，模拟科学和工程领域的各种物理过程。在工程学和模拟科学等领域大量的物理过程通过COMSOL来进行计算。COMSOL 是一款以有限元算法为基础，通过求解偏微分方程或偏微分方程组来实现真实物理现象的仿真，从而实现了用数学的方法来求解现实世界中的各种物理现象。范围涵盖从流体流动、热传导、到结构力学、电磁分析等多种物理场大量的预定义的物理应用模式，用户可以快速的建立模型。COMSOL定义模型是非常灵活的，任何材料的属性、边界条件等都可以是常数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等。 其中多物理场应用模式，能够解决许多常见的物理问题。当然也可以自主选择需要的物理场并定义他们之间的相互关系。当然，也可定义一个偏微分方程，并指定它与其它方程或物理之间的关系。COMSOL力图满足仿真模拟的所有需求，它具有用途广泛、灵活、易用的特性，比其它有限元分析软件强大之处在于，利用附加的功能模块，软件功能可以很容易进行扩展。 2 理论基础 2.1 复合材料 由两种或更多的材料在通过物理、化学等一系列手段后组成的具有新性能的材料称为复合材料[15]。金属和非金属作为复合材料基体的两个种类，其中金属基体包含有铜、铝等及其各自的合金。而非金属基体主要有树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。而玻璃纤文、石棉纤文、金属丝和硬质细粒等则是增强材料的主要构成。 复合材料作为一种混合物在许许多多的领域内都代替了传统的材料发挥了至关重要的作用。复合材料可按照其结构特点分为：纤文增强聚合物复合材料和夹层复合材料。纤文增强聚合物复合材料，即本研究中所涉及到的材料，是使基体材料内包含各种纤文体复合而成的。而夹层复合材料，则是使用性质不同的表材以及芯材合成。 然而在目前复合材料主要是根据复合材料的功能和结构来区分。 结构复合材料主要应用在承力结构中，其组成主要有增强体组元和起连接作用的基体组元构成。结构复合材料都是由不同的增强体和基体组成，通常以所用的基体来命名，如高聚物(树脂)基复合材料等。在进行结构复合材料的组元选材设计时，需根据材料的实际受力来进行。更重要的是还可进行复合结构的设计，既能满足需要又能合理节约材料。 基体组元和功能体组元是功能复合材料的重要组成部分。其中基体主要起到整体构成的作用。功能复合材料通常提供了除机械性能外的其他物理性能。功能体通常由一种或多种功能材料构成。在复合效应下，功能体甚至可以产生新的功能。多功能复合材料是功能复合材料的发展方向。 (责任编辑：qin) |