現(xiàn)代航空復(fù)合材料的電磁特性研究.pdf

1、隨著新一代民用飛機(jī)對(duì)復(fù)合材料的大量使用，使得航空復(fù)合材料得以高速發(fā)展，但也隨之帶來了很多問題。復(fù)合材料相對(duì)于傳統(tǒng)金屬材料來說，其導(dǎo)電性能差異明顯，傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能直接用于新型飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造，所以研究復(fù)合材料的電性能對(duì)于民用大型飛機(jī)的制造顯得至關(guān)重要。
　　而通過實(shí)驗(yàn)研究的方法不僅耗時(shí)，而且成本高昂，無疑延長了飛機(jī)的制造周期。本文旨在通過理論分析和計(jì)算機(jī)模擬的方式來研究航空復(fù)合材料的屏蔽性能和受到雷擊作用時(shí)的電磁場分布

2、情況。主要探討了以下問題：
　?。?）研究了航空復(fù)合材料的電磁屏蔽效果。運(yùn)用等效媒質(zhì)理論分析了纖維復(fù)合材料的等效電磁參數(shù)，并利用傳輸線理論推導(dǎo)了材料的反射系數(shù)、透射系數(shù)以及屏蔽效果的計(jì)算公式并編寫了計(jì)算程序。將反射系數(shù)的計(jì)算結(jié)果與時(shí)域有限差分（FDTD）方法的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，以驗(yàn)證計(jì)算程序的精確程度。最后在纖維周期較小，即程序精確度較高的情況下，改變材料的參數(shù)，以觀察屏蔽效果的變化。
　　計(jì)算結(jié)果表明，在材料其它參數(shù)不

3、變的情況下，纖維的電導(dǎo)率越高，纖維的直徑越大，材料厚度越厚，則材料的電磁屏蔽效果越明顯，增大介質(zhì)的介電常數(shù)反而使屏蔽效果降低，而纖維的介電常數(shù)變化對(duì)電磁屏蔽效果影響不大?？梢钥闯?，復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及介質(zhì)的介電常數(shù)對(duì)其電磁屏蔽性能的影響占主導(dǎo)地位。
　?。?）運(yùn)用三維時(shí)域有限差分方法，模擬了飛機(jī)在受到雷擊作用時(shí)的電磁場分布情況。飛機(jī)機(jī)艙是由復(fù)合材料組成的立方體結(jié)構(gòu)，其外壁材料用介質(zhì)薄層涂以導(dǎo)電涂層進(jìn)行模擬。立方體內(nèi)部加裝的避雷條