鐵硼基復(fù)合材料熱應(yīng)力的數(shù)值模擬.pdf

1、鐵硼合金具有良好的熱傳導(dǎo)性能、耐高溫熔鋅腐蝕性能，但是力學(xué)性能較差，用鐵硼合金制作的內(nèi)加熱器外套管在加熱液鋅的過(guò)程中易發(fā)生斷裂。本文針對(duì)該問(wèn)題，從材料熱應(yīng)力的角度入手，運(yùn)用彈性力學(xué)、材料力學(xué)以及復(fù)合材料力學(xué)知識(shí)，通過(guò)有限元方法從理論上模擬了鐵硼合金加入纖維前后熱應(yīng)力的分布情況。 外套管在澆鑄成型冷卻至室溫的過(guò)程中，以及加熱器加熱液鋅的過(guò)程中，在外套管中都產(chǎn)生熱應(yīng)力，尤其是加熱液鋅時(shí)，外套管中的熱應(yīng)力值較大。改變壁厚可以改變套管中

2、熱應(yīng)力的分布情況，另外，材料性能參數(shù)對(duì)鐵硼合金熱應(yīng)力的影響也很顯著。加入纖維后形成鐵硼基復(fù)合材料，此復(fù)合材料制作外套管加熱液鋅時(shí)熱應(yīng)力的分布發(fā)生了變化，力學(xué)性能較鐵硼合金有了一定的改善。 模擬結(jié)果表明，外套管內(nèi)外壁溫度差是產(chǎn)生熱應(yīng)力的主要原因。壁厚對(duì)外套管的熱應(yīng)力影響較大，熱應(yīng)力的大小隨著套管壁厚增加而增大，而提高材料的熱導(dǎo)率、降低材料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量都可以減小套管中熱應(yīng)力的大小。加入纖維后，形成纖維增韌鐵硼基復(fù)合材料，此