环氧树脂灌封结构热力耦合特性研究
2021-03-22张国亮李悦芳
机械工程材料 2021年3期
张国亮,李悦芳,李 想
(中国工程物理研究院电子工程研究所,绵阳 621999)
0 引 言
环氧树脂灌封材料具有优异的高压绝缘性能、耐化学腐蚀性能和热力学性能,同时还具有低固化收缩率的特点。低固化收缩率这一特性有效减小了环氧树脂灌封材料固化过程中的力学载荷响应,从而能防止外载荷对灌封材料的损伤[1-2]。环氧树脂灌封材料涉及两种与温度相关的应力,一种为环氧树脂灌封材料在固化过程中产生的残余应力,另一种为完全固化后在温度载荷下产生的热应力。温度载荷是影响环氧树脂灌封材料应力分布的敏感因素,温度变化会使材料内部产生热应力[3-4]。因此,环氧树脂灌封结构涉及两种与温度相关的应力模型,一种为固化残余应力模型,另一种为热应力模型,这2种模型组成灌封结构的热力耦合模型。
目前,已有大量关于环氧树脂灌封材料在固化过程中产生的残余应力的研究报道[5-8],而关于灌封材料的热力耦合特性鲜有报道。常用的环氧树脂灌封材料主要由双酚A环氧、改性剂和固化剂组成,室温时将三者混合均匀,在高温下加热,经固化后冷却至室温,得到固化后的环氧树脂灌封材料[9-11]。
作者通过不同温度下的拉力试验获取环氧树脂灌封材料的温变力学和物性参数,测试环氧树脂灌封材料的固化残余应变,再通过在线监测得到环氧树脂灌封结构在温度载荷下的热应变,最后以环氧树脂灌封材料的温变力学和物性参数以及固化残余应变作为输入条件,获取环氧树脂灌封结构在温度载荷下的应变和应力仿真数据。……
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