空心玻璃微珠/环氧树脂复合材料的RSA算法优化及热性能研究

作     者：田利民 丁悦 董照彦 马哲 

作者机构：中国核电工程有限公司 大连理工大学建设工程学院 

出 版 物：《材料开发与应用》 (Development and Application of Materials)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：辽宁省自然科学基金面上项目(2021-MS-109) 

主　　题：空心玻璃微珠 环氧树脂 固体浮力材料 RSA算法 热性能 

摘      要：基于随机顺序吸附（Random Sequential Adsorption， RSA）的细观分析方法在空心玻璃微珠复合环氧树脂固体浮力材料的力学与热力学研究中得到了广泛的应用。本文针对该种方法存在生成代表性体积单元（Representative Volume Element， RVE）时微珠极限填充率低等问题，通过引入空间随机向量的方法，优化了颗粒生成逻辑，显著提高了25% RVE颗粒小球的填充率；并分析了该算法对尺寸与网格的敏感性，发现RVE对网格密度并不敏感，适度的粗网格已能够提供精确的分析结果；最后，基于优化后的RSA算法，本文针对不同微珠填充率、粒径比和粒径大小的复合材料展开了稳态热分析，探究了不同几何参数对复合材料内部导热性能的影响；结果显示，HGM/ER材料的导热率与玻璃壳层总体积的增大呈正相关；本文为快速准确计算微珠增强型复合材料的导热参数以及热性能的分析和优化提供了重要的手段与依据。