複合材料の熱膨張係数を理解することは、エンジニアリングアプリケーションの構造的完全性を確保するために不可欠です。これらの係数は、材料が性能と安全性に影響を与えることができる温度変化と膨張または契約を決定します。

熱膨張の基礎

熱膨張は、温度変化に従ったときに、材料のサイズの変化を変化させる傾向を示します。熱膨張係数(CTE)は、温度変化の度に長さの僅かな増加として表現される、この変化を定量化します。

複合材料での課題

複合材料は、それぞれ独自のCTEで2つ以上の異なる構成要素で構成されています。温度変化にさらされると、これらの違いは、適切に管理されていない場合は内部のストレス、変形、または故障につながることができます。

効果的なCTEの計算

複合体の効果的な熱膨張係数は、その構成要素のプロパティと比率に依存します。一般的な方法は、混合物の規則とコンポーネント間の相互作用のためのアカウント、より高度なマイクロメカニカルモデルが含まれます。

  • 各コンポーネントの個々のCTEを識別する
  • 容積または重量の分数を決定して下さい
  • 混合物またはマイクロメカニカルモデルの規則を適用します
  • 複合体全体のCTEを計算する