防雷/防热涂层的雷击热解损伤的跨尺度模拟

作     者：董琪 赵致远 李婷 贾玉玺 张如良 DONG Qi;ZHAO Zhiyuan;LI Ting;JIA Yuxi;ZHANG Ruliang

作者机构：山东科技大学青岛266590 航天材料及工艺研究所北京100076 山东大学济南250061 

出 版 物：《导弹与航天运载技术（中英文）》 (Missiles and Space Vehicles)

年 卷 期：2023年第5期

页      面：85-91,133页

学科分类：07[理学] 08[工学] 070305[理学-高分子化学与物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(51973105) 山东省自然科学基金青年基金(ZR2022QE214)。 

主　　题：雷击防护涂层 雷击热解损伤 反应分子动力学模拟 有限元模拟 跨尺度计算 

摘      要：雷电作用于涂层所致的直接效应具有瞬态性,为了在电-热-化学多物理场耦合分析的基础上深入研究涂层在雷击条件下的热解机制,开展了雷击极端升温条件下的涂层树脂热解反应分子动力学模拟,根据热解固相产物信息得到了虚拟热解度曲线并求解了涂层热解动力学方程,进而建立了防雷/防热涂层在雷击过程中的电-热-化学耦合的有限元模型,跨尺度计算涂层的雷击热解损伤。结果表明,模拟所得的涂层雷击完全热解区的损伤形貌及程度与试验结果吻合较好,该跨尺度方法能合理地预测涂层的雷击热解损伤,所构建的反应分子模拟方法为涂层雷击热解机制的研究提供了新思路。