復(fù)合材料電學(xué)性能預(yù)測(cè).pdf

1、復(fù)合材料以其優(yōu)越的性能被廣泛應(yīng)用于航空航天、電氣、電子、機(jī)械等多個(gè)方面，材料性能是復(fù)合材料研究的一個(gè)中心議題。無(wú)論在研究材料結(jié)構(gòu)、過(guò)程或器件時(shí)，人們所關(guān)心的是各種過(guò)程和因素對(duì)材料性能的影響，其目的是改善已有材料性能或發(fā)掘材料的新性能。有限元方法作為材料性能研究的一種重要手段，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)鄰域。
　　 本文在充分學(xué)習(xí)了已有復(fù)合材料結(jié)構(gòu)以及性能研究狀況的基礎(chǔ)上，提取不同結(jié)構(gòu)復(fù)合材料基本的代表性體積單元(RVE)，以介質(zhì)本構(gòu)方程以

2、及電磁學(xué)基本理論為基礎(chǔ)，通過(guò)商業(yè)有限元軟件ANSYS對(duì)不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的復(fù)合材料進(jìn)行模擬分析，設(shè)計(jì)材料結(jié)構(gòu)，提出以本構(gòu)方程為基礎(chǔ)的分析方法，預(yù)測(cè)得到復(fù)合材料的介電常數(shù)與電導(dǎo)率，并且多角度驗(yàn)證了本文預(yù)測(cè)方法的正確性。預(yù)測(cè)結(jié)果與經(jīng)典理論研究結(jié)果相比較，在多個(gè)經(jīng)典理論的適用范圍內(nèi)，預(yù)測(cè)結(jié)果與理論結(jié)果都具有良好的一致性；與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差極小。從對(duì)比結(jié)果可以看到，本文預(yù)測(cè)方法較經(jīng)典理論研究方法具有更廣泛的適用范圍，不限于材料結(jié)

3、構(gòu)及材料種類(lèi)，而且預(yù)測(cè)結(jié)果具有一定的可信度。在此基礎(chǔ)上，初步分析了影響介電常數(shù)的影響因素，通過(guò)模擬分析，發(fā)現(xiàn)增加高介電常數(shù)添加相的體積百分含量，可以有效的增大復(fù)合材料介電常數(shù)；在相同的體積百分含量下，幾何結(jié)構(gòu)對(duì)于介電常數(shù)影響較大，如3-3型及隨機(jī)分布模型可以較好的提高介電常數(shù)。
　　 通過(guò)本文的研究，提出了一種簡(jiǎn)單易行的復(fù)合材料介電常數(shù)與電導(dǎo)率的研究方法，并且已驗(yàn)證了該方法的正確性，期望該研究方法對(duì)于復(fù)合材料的電學(xué)性能研究提供參