基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法，构建了CFRP材料的电导率模型，避免了对其内部网格的高密度划分，从而达到减小网格划分数量，提高计算速度的目的；同时，电导率分布是解决很多CFRP测量的关键参数，可以通过BEM求解，为后续CFRP材料探伤、测量等应用提供理论基础。

Construction of conductivity model of single-layer carbon fiber reinforced plastics based on boundary element method

【技术实现步骤摘要】
基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法
本专利技术涉及碳纤维增强塑料电导率分析
，尤其是一种基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法。
技术介绍
碳纤维增强塑料(CFRP,CarbonFiberReinforcedPlastic)以碳纤维为增强体与树脂等基体复合而成，具有耐高温、耐腐蚀、质量轻、机械强度高等优点。作为一种新型无机非金属基复合材料，CFRP在工业和国防领域均得到广泛关注。CFRP中单根碳纤维直径一般只有7-8μm。在碳纤维复合材料制造过程中，碳纤维是成束使用的，碳纤维丝束的粗细由每束中的纤维根数决定。在航空领域中，CFRP一般使用中小型丝束，即1000-12000根为一束；将碳纤维按合理的比例均匀溶合在基体中，形成单向碳纤维材料，厚度约为0.05-0.2mm。单层CFRP板包括碳纤维、树脂基体以及位于两者间的界面，如图1所示。虽然树脂基体为绝缘材料，但由于碳纤维的体积电阻率约为1.2×10-3～3.0×10-4Ω·cm，使CFRP具有一定的导电性能，碳纤维含量、铺设方向、长径比、薄板几何本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法，其特征在于，先构建边界积分方程，再通过对边界进行离散化处理和边界几何形状的描述，得到离散边界积分方程，最后求解离散边界积分方程。/n

【技术特征摘要】
1.基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法，其特征在于，先构建边界积分方程，再通过对边界进行离散化处理和边界几何形状的描述，得到离散边界积分方程，最后求解离散边界积分方程。


2.根据权利要求1所述的基于边界元法的单层碳纤维增强塑料电导率模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据CFRP的几何特点和导电特性，结合电磁场理论，分析CFRP内部结构和外部环境中电场的分布情况，构建边界积分方程其中g(r-r′)为Laplace方程的格林函数，为外加磁场的标量磁势，r和r′分别表示场点和源点，Γ为目标物体的表面，n是导体表面的单位法向矢量，系数c的值取决于场点的位置；
步骤2，对碳纤维丝束的边界进行三角形网络划分和插值处理，建立局部坐标系，结合划分的网格形状实现参数和函数在全局坐标系和局部坐标系之间的转换；得到离散边界积分方程
步骤3，在离散点处对离散边界积分方程运用配点法，将其转换为积分方程组，得到其中i＝1,2...,NP；
步骤4，结合步骤2建立的局部坐标系，对进行插值和坐标变换，得到其中为三角形网格三个顶点上的标量磁势，从而进一步得到其中Nk为插值函数，和η分别表示新建坐标系的两个独立坐标；
步骤5，引入一个转矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵倩，曹佃国，赵丽娜，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37