[发明专利]非嵌入式多层复合材料导热系数稳态测量方法

权利要求书

1.一种非嵌入式多层复合材料导热系数稳态测量方法，所述方法包括以下步骤：

第一步骤(S100)中，多层复合材料包括g层复合材料层，其中，待辨识材料层m夹持在其中，将待辨识材料层m的导热系数按照温度分成n段，每段导热系数为温度的一次函数，对多层复合材料做2n组材料隔热性能测试试验，材料隔热性能测试试验的边界条件包括多层复合材料正面的定温边界和多层复合材料背面的定热流边界，当多层复合材料热稳定后，测量并记录多层复合材料背面的温度值，

第二步骤(S200)中，基于所述多层复合材料生成一维模型，并以待辨识材料层为界将其分离为两个一维模型，基于所述边界条件分别生成两个一维模型的边界条件，两个一维模型分别基于其边界条件生成其温度场，

第三步骤(S300)中，基于所述温度场生成待辨识材料层的每段导热系数，以获得待辨识材料层导热系数的测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，材料隔热性能测试试验中，多层复合材料的正面和背面施加热冲击，其余表面绝热，材料隔热性能测试试验的热冲击为：多层复合材料正面设定定温边界，多层复合材料背面设定定热流边界，温度传感器布置于多层复合材料的背面，当多层复合材料达到热稳定后，测量并记录多层复合材料背面的温度值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，第一步骤(S100)，每段导热系数表示为：其中，为第j温度段待辨识材料的导热系数值，j＝1～n，T为温度，a^j和b^j表示第j温度段待辨识材料导热系数的两个系数。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，第二步骤(S200)中，两个一维模型为AC段一维模型和DB段一维模型，CD段表示导热系数未知的待辨识材料，AC段一维模型和DB段一维模型的温度分布均满足：

AC段一维模型边界条件为：

DB段一维模型边界条件为：

得到待辨识材料C点和D点的温度值和

其中，x为坐标，K为多层复合材料除了层m外的各层的导热系数，T为温度，i为材料隔热性能测试试验序号，为i组材料隔热性能测试试验的多层复合材料正面的温度设定值，为第i组材料隔热性能测试试验的多层复合材料背面的热流设定值，l₁为AC段材料的总厚度，l₂为DB段材料的总厚度，为第i组材料隔热性能测试试验达到热稳定后多层复合材料背面的温度测量值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，第三步骤(S300)中，其中第i组材料隔热性能测试试验中，待辨识材料内部温度满足第i+1组材料隔热性能测试试验中，待辨识材料内部温度满足以下方程：

第i组材料隔热性能测试试验中，C点温度值为D点温度值为第i+1组材料隔热性能测试试验中，C点温度值为D点温度值为将该两位置的温度值代入得到第j温度段导热系数的两个系数a^j和b^j。