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碳纤维复合材料在雷电流作用下的损伤仿真与试验
碳纤维复合材料在雷电流作用下的损伤仿真与试验
作者:
姚学玲
孙晋茹
郭灿阳
陈景亮
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
碳纤维复合材料
电热耦合
雷电流直接效应
热解动力学
有限元模型
雷击损伤机理
摘要:
广泛应用于飞机制造业的碳纤维复合材料(CFRP)导电性较差,其遭受雷击时很难迅速将雷电流泄放出去,雷电流在材料内产生的电阻热会对材料产生严重的热烧蚀损伤,因此通过仿真和试验手段对碳纤维复合材料雷击损伤机理进行了研究.通过建立航空用碳纤维复合材料雷击损伤的3维有限元模型,采用温度场分布来表征材料的损伤面积和损伤深度,并通过有限元软件ABAQUS对型号为IM600/133的碳纤维复合材料开展了雷击损伤数值模拟研究.仿真结果表明:雷击过程中,复合材料表面的温度和沿雷击位置法向的损伤深度在雷击初始阶段迅速增加;当雷电流幅值达到最大后,温升和损伤深度增加速率逐渐变缓,复合材料表层的温升变化规律和所施加的雷电流变化规律基本一致.铺层结构表面的雷电流主要沿着复合材料板表层电导率最大的方向传导,雷电流在材料中产生的热流也主要沿着表层传导,使得复合材料板的电热损伤主要分布在表层;编织结构的雷击损伤区域近似呈圆形分布,圆心为雷电流附着点.通过对比仿真和试验,两者有较好的一致性,证实了所建有限元模型的合理性.
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篇名
碳纤维复合材料在雷电流作用下的损伤仿真与试验
来源期刊
高电压技术
学科
关键词
碳纤维复合材料
电热耦合
雷电流直接效应
热解动力学
有限元模型
雷击损伤机理
年,卷(期)
2017,(5)
所属期刊栏目
飞行器雷电与静电防护专题
研究方向
页码范围
1400-1408
页数
9页
分类号
字数
语种
中文
DOI
10.13336/j.1003-6520.hve.20170428002
五维指标
作者信息
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姓名
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陈景亮
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姚学玲
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期刊影响力
高电压技术
主办单位:
中国电力科学研究院
中国电机工程学会
出版周期:
月刊
ISSN:
1003-6520
CN:
42-1239/TM
开本:
大16开
出版地:
湖北省武汉市珞瑜路143号武汉高压研究所
邮发代号:
38-24
创刊时间:
1975
语种:
chi
出版文献量(篇)
9889
总下载数(次)
24
总被引数(次)
181291
相关基金
国家自然科学基金
英文译名:
the National Natural Science Foundation of China
官方网址:
http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:
青年科学基金项目(面上项目)
学科类型:
数理科学
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