لایب سان

This book provides analytical methods for predicting temperature distribution in isotropic and anisotropic composite media for both steady and transient states, with a focus on how temperature differences affect the properties of composite materials. In so doing, the text offers original equations for the behavior of heat conduction. To begin, steady-state heat conduction in fiber-reinforced and particulate composites is described from a micromechanics point of view. Analytical solutions are furnished for steady-state and transient heat conduction in laminated composites, with a focus on the special equations for the transient conditions. Next, a theoretical overview is given of rapid energy transport in heterogeneous composites under a local thermal non-equilibrium condition. This is followed by a discussion of the effective thermal conductivity of unbounded composites using models such as those of Hashin/Shtrikman, Maxwell-Garnett effective medium theory, Mori-Tanaka, and self-consistent approximation. The final part investigates thermal stresses caused by a mismatch of the thermal expansion coefficients at the interface of matrix and fibers due to non-uniform temperature distribution. In this way, connections with engineering implications are drawn between thermal stress analysis and the unique methods and results for investigating heat conduction presented in the initial chapters of the book

چکیده فارسی

این کتاب روش‌های تحلیلی را برای پیش‌بینی توزیع دما در محیط‌های مرکب همسانگرد و ناهمسانگرد برای حالت‌های پایدار و گذرا با تمرکز بر چگونگی تأثیر تفاوت دما بر خواص مواد کامپوزیت ارائه می‌کند. با انجام این کار، متن معادلات اصلی را برای رفتار هدایت گرما ارائه می دهد. برای شروع، هدایت حرارتی حالت پایدار در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف و ذرات از دیدگاه میکرومکانیک توضیح داده شده است. راه حل های تحلیلی برای رسانش گرمای حالت پایدار و گذرا در کامپوزیت های چند لایه، با تمرکز بر معادلات ویژه برای شرایط گذرا ارائه شده است. در مرحله بعد، یک مرور نظری از انتقال سریع انرژی در کامپوزیت‌های ناهمگن تحت شرایط غیرتعادلی حرارتی محلی ارائه می‌شود. این با بحثی در مورد هدایت حرارتی موثر کامپوزیت های نامحدود با استفاده از مدل هایی مانند مدل های هاشین/اشتریکمن، نظریه محیط موثر ماکسول-گارنت، موری-تاناکا، و تقریب خودسازگار دنبال می شود. بخش پایانی تنش های حرارتی ناشی از عدم تطابق ضرایب انبساط حرارتی در سطح مشترک ماتریس و الیاف به دلیل توزیع غیر یکنواخت دما را بررسی می کند. به این ترتیب، ارتباط با مفاهیم مهندسی بین تجزیه و تحلیل تنش حرارتی و روش‌ها و نتایج منحصربفرد برای بررسی رسانایی گرما ارائه شده در فصل‌های ابتدایی کتاب ترسیم می‌شود