復合功能梯度板瞬態(tài)變物性熱傳導性能.pdf

1、本文以中間夾功能梯度材料與上下層為Ti-6Al-4V和ZrO2材料組成的功能梯度復合板作為研究模型。在空間域內(nèi)，采用變分有限元法，在時間域內(nèi)，采用有限差分法，而溫度場模式采用線性插值函數(shù)，借此來推導出溫度場有限元法基本方程。據(jù)此方程，編寫適用于該結構實用計算的程序，通過數(shù)值計算和分析，定量研究了夾FGM金屬/陶瓷復合板瞬態(tài)變物性溫度場分布規(guī)律，主要研究處在第一類加熱、冷卻和第三類對流換熱溫度邊界下，邊界對流換熱系數(shù)、梯度層組分、孔隙率和

2、厚度等因數(shù)對該復合板一維瞬態(tài)溫度場分布的影響規(guī)律。
　　 主要分析結果表明:
　　 (1)隨著梯度層厚度的增加，曲線越來越緩和。變物性時梯度層厚度的增加對冷卻瞬態(tài)溫度具有緩和作用，梯度層越厚對冷卻瞬態(tài)溫度變化越有利。
　　 (2)隨著孔隙率系數(shù)的增加，金屬側(cè)瞬態(tài)溫度下降，而陶瓷層瞬態(tài)溫度升高。隨著孔隙率系數(shù)的增加，瞬態(tài)溫度場的峰值越來越大。因此，孔隙率變化對夾FGM復合板變物性冷卻瞬態(tài)熱傳導有明顯影響。