[发明专利]基于间隙缺陷识别的单向纤维增韧复合材料等效导热系数预估方法

摘要

本发明公开了一种基于间隙缺陷识别的单向纤维增韧复合材料等效导热系数预估方法，主要包括如下步骤：利用图像识别技术处理材料微观电镜照片，识别材料内部结构特征及间隙缺陷；依据纤维体分比稳定性判据应用几何重构技术建立代表性单元几何拓扑模型，同时确定间隙缺陷；通过在代表性单元内部交界面处添加接触热阻的方法引入间隙缺陷的影响；利用有限元方法模拟得到等效导热系数。本发明方法基于图像识别实际微结构建立考虑间隙缺陷的代表性单元，并据此开展等效导热系数计算，分析间隙缺陷的位置、数量、厚度等特征参数对等效导热系数的影响规律，为同类型复合材料导热系数高精度预估提供技术参考。

主权项

1.一种基于间隙缺陷识别的单向纤维增韧复合材料等效导热系数预估方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：对单向纤维增韧复合材料样本进行电镜测试，得到材料形貌微观结构扫描电镜SEM照片；步骤二：对所述SEM照片进行图像分割，获取区分纤维与基体的二值化图像；步骤三：采用体分比稳定判据，进行代表性单元RVE最小尺寸L判定；步骤四：设置随机RVE取样数目N；步骤五：依据最小尺寸L在二值化图像中进行RVE的随机取样，并设置计数器n，n初始值为0，每取样一次，n增加1；步骤六：RVE微观结构信息提取与几何模型重构，同时根据图像识别确定间隙特征参数；步骤七：施加定温边界条件，进行RVE温度场有限元计算，获得RVE的平均热流与平均温度梯度▽T，进而得到对应的等效导热系数；步骤八：判断RVE取样数目n是否达到N，若是，则继续下一步，若不是，则返回步骤五；步骤九：对系列RVE对应的等效导热系数进行统计分析，获得最终的导热系数预估结果。