基于UMATHT子程序的玻璃纤维/乙烯基酯热响应数值模拟

针对玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料在火灾环境中的热响应问题,考虑材料的热传导、分解气体扩散以及分解反应吸热,基于UMATHT与USDFLD子程序建立复合材料热响应模型,开展有限元计算与分析。结果表明:建立的复合材料热响应模型可以合理预报单侧辐射热流作用下玻璃纤维/乙烯基酯树脂层合板的热响应,50 kW/m 2热流下,加热结束时材料表面和背部温度分别为615.89℃和412.55℃;随着加热时间的延长,材料温度持续升高,厚度方向上的材料温度由非线性分布逐渐趋近于线性分布;随着材料深度的增加,材料完成热解反应所需要的时间越长,材料的热分解速率峰值越低,达到热分解速率峰值的时刻越晚,热解反应越慢;同一温度下,随着材料深度的减小,处于热解状态下的材料热分解率越低,热分解速率峰值越高,材料达到热分解速率峰值时的温度越高。

基于UMATHT子程序的玻璃纤维环氧树脂三维热响应研究

基于UMATHT与USDFLD子程序构建了一个考虑复合材料的各向异性热传导、基体热解、热解产物扩散的复合材料热响应模型,研究了单侧热流环境下玻璃纤维/环氧树脂的热响应规律及在阻燃剂条件下的热反应速率。结果表明:热响应模型预测的温度变化历程和实验的测量值吻合较好,可有效预测玻璃纤维/环氧树脂的温度变化。在相同工况条件下,阻燃改性后的玻璃纤维/环氧树脂相比未改性材料,其温升速率有所降低,阻燃剂促进了热分解反应,使材料表面的密度迅速减小,形成焦炭,热分解率与热分解速率显著提高,剧烈热解区随时间逐渐向绝热面推移的现象更显著,从而达到吸收热量、推迟表面着火的阻燃效果。

聚四氟乙烯软管烧结变相过程仿真研究

对聚四氟乙烯(PTFE)管材的烧结过程进行了分析,首先对管体进入烧结炉后的温度、气流速度进行了仿真,再利用确定的温度场进行了管体本身温度变化、熔融结晶的分析。其中利用了通用有限元软件的二次开发接口,对复杂的材料变相特性进行了准确的描述。还结合试验确定了管体烧结程度的变化趋势与仿真反映的结果一致。