Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Composites Theory and Practice

1 2018

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: kompozyty wzmocnione cząstkami

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Effective conductivity of particle-reinforced composites with cracks at particle-matrix interface

Krzaczek B., Ryłko N., Kurtyka P.

Composites Theory and Practice

2018

R. 18, nr 2

115--120

In the present paper, a new approximate analytical formula for the effective conductivity of 2D dilute composites with poorly conducting circular inclusions and cracks on the interface between the inclusions and the matrix is established. This formula is proved by Maxwell's approach and Keller's identity using advanced complex analysis. The obtained formula is used to determine the effective thermal conductivity of a composite material being an aluminum matrix based on Al-Mg-Si alloy reinforced with Al2O3 particles with the average size of about 25 microns and a volume fracture of 20%. The computer simulations results are presented in tables and illustrated by figures. It follows from the derived formulas that cracks reduce the effective heat conductivity about 9% with respect to the material without cracks.

Przedstawiono wzór na efektywną przewodność cieplną kompozytu wzmocnionego kołowymi cząstkami o niskim współczynniku przewodności cieplnej, wyznaczoną z uwzględnieniem szczelin na granicy pomiędzy wtrąceniem a osnową. Wzór był wyprowadzony z wykorzystaniem aproksymacji Maxwella, zaawansowanej analizy zespolonej oraz tożsamości Kellera. Opracowany dwuwymiarowy model oraz wzór zastosowano do teoretycznego wyznaczenia efektywnej przewodności cieplnej kompozytu o osnowie stopu Al-Mg-Si wzmocnionego cząstkami Al2O3 o udziale objętościowym wynoszącym 20% i średniej wielkości na poziomie 25. Kompozyt został poddany ściskaniu osiowemu, w wyniku którego w jego strukturze pojawił się szereg pęknięć, szczelin. Z analizy obrazu materiału po ściskaniu uzyskano dane niezbędne do dalszych obliczeń: numer cząstki, udział powierzchniowy cząstki, rozpiętość kąta (w stopniach). Wykonano obliczenia efektywnej przewodności według wyprowadzonego wzoru dla przypadków rzeczywistego oraz modelowych. Z analizy wyników obliczeń efektywnej przewodności cieplnej kompozytu Al-Mg-Si/Al2O3 wynika, że obecność szczelin w badanym materiale kompozytowym obniża jego właściwości przewodzenia ciepła około 9% w stosunku do materiału bez pęknięć. Dodatkowe symulacje pokazują znaczący wpływ pęknięć na właściwości przewodzenia ciepła. W granicznym przypadku dodania szczelin o rozpiętości 90° w Modelu 6 obniża je do poziomu 85% materiału bez pęknięć. Otrzymane wyniki pokazują dynamiczne zmiany efektywnych właściwości kompozytu następujące w wyniku zwiększenia kąta rozpiętości szczelin/zwiększenia ich liczby. Uzyskany wzór może być stosowany we wszystkich dziedzinach inżynierii materiałowej, związanej z określaniem efektywnych właściwości cieplnych, elektrycznych etc. materiałów kompozytowych z uwzględnieniem pęknięć, pojawiających się na granicach fazy wzmacniającej.