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Propiedades Térmicas Efectivas

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Coeficiente de expansión térmica y conductividad efectivos, fuertemente anisótropos por la disparidad entre fase de refuerzo y matriz; base de la anomalía de microfisuración térmica (A5).

ID:('ky', 1641)


Balance volumétrico

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$f_m=1-f_f$

$f_f$
Fracción volumétrica de fibra
$1$
$f_m$
Fracción volumétrica de matriz
$1$



ID:('gm', 14374)


CTE longitudinal efectivo

Storyboard



$\alpha_L=\frac{f_fE_f\alpha_f+f_mE_m\alpha_m}{f_fE_f+f_mE_m}$

$f_f$
Fracción volumétrica de fibra
$1$
$f_m$
Fracción volumétrica de matriz
$1$
$alpha_f$
CTE de fibra
$1/K$
$alpha_m$
CTE de matriz
$1/K$
$alpha_L$
CTE longitudinal efectivo
$1/K$
$E_f$
Módulo de fibra
$Pa$
$E_m$
Módulo de matriz
$Pa$



ID:('gm', 14375)


Conductividad paralela

Storyboard



$k_{\parallel}=f_fk_f+f_mk_m$

$f_f$
Fracción volumétrica de fibra
$1$
$f_m$
Fracción volumétrica de matriz
$1$
$k_{parallel}$
Conductividad efectiva paralela
$W/m·K$
$k_f$
Conductividad fibra
$W/m·K$
$k_m$
Conductividad matriz
$W/m·K$



ID:('gm', 14376)


Conductividad perpendicular

Storyboard



$k_{\perp}=\left(\frac{f_f}{k_f}+\frac{f_m}{k_m}\right)^{-1}$

$f_f$
Fracción volumétrica de fibra
$1$
$f_m$
Fracción volumétrica de matriz
$1$
$k_{perp}$
Conductividad efectiva perpendicular
$W/m·K$
$k_f$
Conductividad fibra
$W/m·K$
$k_m$
Conductividad matriz
$W/m·K$



ID:('gm', 14377)


Anisotropía térmica

Storyboard



$A_k=k_{\parallel}/k_{\perp}$

$A_k$
Anisotropía térmica
$1$
$k_{parallel}$
Conductividad efectiva paralela
$W/m·K$
$k_{perp}$
Conductividad efectiva perpendicular
$W/m·K$



ID:('gm', 14378)


Evolución fracción fibra

Storyboard



$f_f(t+\Delta t)=f_f(t)+\dot f_f\Delta t$

$f_f$
Fracción volumétrica de fibra
$1$
$dot f_f$
Tasa de cambio fracción fibra
$1/s$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14379)


Evolución térmica

Storyboard



$T(t+\Delta t)=T(t)+\dot T\Delta t$

$T$
Temperatura
$K$
$dot T$
Tasa de cambio térmico
$K/s$
$Delta t$
Paso temporal
$s$



ID:('gm', 14380)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile