C++编程下随机分布颗粒增强复合材料的热性能数值模拟

本文主要探讨了颗粒增强复合材料的热性能数值模拟研究，发表于2005年的学术期刊，由潘琼瑶、贺鹏飞、郑百林和钱怡四位作者合作完成，发表在"1007-9432(2005)06-0663-03"这一文章编号下。研究的核心内容是利用C语言开发了一个能够生成随机分布颗粒的复合材料几何模型，该模型被应用于商业有限元软件MSC中进行分析。 作者们重点考察了颗粒的体积分数、尺寸以及分布形态对复合材料热学性能的影响。他们的研究结果显示，尽管颗粒的分布形态对材料的热膨胀变形和热传导没有显著影响，但在热应力方面却有显著作用。这意味着材料的内部应力分布受颗粒排列方式的影响，这在设计和制造过程中需要特别注意，以确保材料在高温环境下的稳定性。 另一方面，颗粒的大小对材料的热膨胀效应有一定的影响，较大的颗粒可能会影响材料整体的热膨胀系数。这在选择合适的颗粒尺寸时，是决定材料热性能的关键因素之一。 在体积分数方面，研究发现其影响与采用混合律进行预测的结果基本一致，这意味着通过这种方法可以预测不同体积分数下材料的热学行为，提供了理论依据和计算手段。 这项研究对于理解和优化颗粒增强复合材料的热性能具有重要的实际意义，特别是在航空航天、汽车制造等需要考虑温度变化和热应力控制的应用领域。通过数值模拟，科研人员能够更精确地预测和控制这些复合材料在不同工况下的性能表现，从而提高材料的工程应用价值。