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復合材料論文范文1
GB/T1447的Ⅱ型試樣，在測試σT1、σT2時，試樣寬度為25mm，對0°纖維、0°纖維占多的復合材料或碳纖維等高性能纖維復合材料，破壞載荷較大，經常導致加強片脫落致使無法繼續加載，增加測試的難度。GB/T3354、ISO527-5和ASTMD3039，試樣寬度為15mm，對于一些織物增強復合材料，由于織物的尺寸效應對測試結果有較大影響。上述各試驗方法均使用端部加強片，加強片的目的是試圖以最小的應力集中將來自夾頭的載荷分布到試樣上。然而設計不當的加強片界面將使破壞發生在鄰近加強片的部位，導致非常低的測試強度值。膠接加強片的膠粘劑對結果的影響遠大于加強片的角度。成功的設計是采用足夠韌性的膠粘劑而不是加強片的角度［4］。GB/T1458和ASTMD2290無法測得泊松比和σT2，得到的σT1值離散較大。綜上，對0°纖維、0°纖維占多的復合材料或碳纖維等高性能纖維復合材料，建議按GB/T3354、ISO527-5和ASTMD3039試驗，對性能較低或一些織物增強復合材料，建議采GB/T1447的Ⅱ型試樣，按GB/T1447試驗。
2剪切
GB/T3355、ISO14129和ASTMD3518均利用±45°層合板拉伸試驗，得到復合材料面內剪切響應，該試驗方法具有測試試樣簡單、不需要夾具以及采用引伸計進行應變測試的特點。并已證明和其他剪切試驗方法的模量測試具有良好的一致性。盡管很多人認為試樣的應力狀態可能不“純”，但它的響應確實模擬了結構層合板中的實際應力狀態和鋪層相互的作用，對于設計者來說是比較實用的［4］。GB/T3355、ISO14129和ASTMD3518僅適用±45°均衡對稱鋪層的層合板試樣。在整個工作段存在面內正應力分量，且在自由邊界處存在著復雜的應力場，因此所計算的破壞剪應力值并不是材料的剪切強度值。特別是在大變形時，隨著應變的增加導致纖維方位逐漸變化，逐漸偏離纖維方位假設。ISO14129和ASTMD3518都規定在5%剪應變時終止試驗，以5%剪應變時的剪應力作為極限剪切強度，GB/T3355-2005對此沒有規定，在新修訂的GB/T3355中已作了相應的修改。ASTMD5379和我國標準《聚合物基復合材料剪切性能V型缺口梁試驗方法》(報批稿)，有一比較突出的優點，不僅可測得G12、τ12，通過改變試樣的方向，還可測得G21、G13、G23、G31和G32。從圖2試樣的剪力圖和彎矩圖可以看出，試樣工作區處于恒剪力而彎矩為零的區域，V型缺口影響沿加載方向的剪應變，使剪應力分布更加均勻。剪力分布的均勻度為材料正交各向異性的函數，在［0/90］ns類型層合板上已經獲得最佳的所有面內剪切結果［4］。然而試樣工作段處于恒剪力而彎矩為零僅是理想狀態，實際情況是夾具對試樣施加的是分布載荷，它會對剪應變的分布和正應力分量產生影響，該影響對［90］n、含±45°鋪層試樣特別不利［4］。加載過程中可能發生試樣的扭轉，扭轉影響強度，特別是模量的試驗結果。GB/T28889、ASTMD7078與ASTMD5379有很多相似之處。GB/T28889、ASTMD7078大大改善了ASTMD5379對［90］n、含±45°鋪層試樣特別不利的狀況。加載過程中的扭轉，特別是試樣兩邊螺栓的扭力不一致時，對試驗結果有較大影響。試樣缺口處的寬度達31mm，對某些層合板，難以加載至破壞的現象時有發生。ISO15310要求有特殊的試驗夾具，加載點定位困難，不適合于獲取剪切強度數據。ASTMD4255要求有特殊的試驗夾具，結果易受試樣加工缺陷影響，所得的數據離散較大。ASTMD5448的試樣為纖維纏繞圓管，試樣制備的費用高，端部夾持處存在應力集中，容易造成在夾持區內破壞。GB/T1450.1、JC/T773和ISO14130僅能測得層間剪切強度，不能測得剪切響應。GB/T1450.1試樣型式存在應力集中，所得的數據離散較大。綜上，測G12、τ12時，建議按GB/T3355、ISO14129、ASTMD3518和ASTMD5379試驗，并在5%剪應變時終止試驗;測［0］ns、［0/90］ns層合板的剪切參數時，按ASTMD5379試驗;測［90］ns、含±45°鋪層或織物增強層合板剪切參數時，按GB/T28889、ASTMD7078試驗。
3壓縮
除試樣加工影響外，受試樣幾何尺寸、對中和夾具的影響，采用不同的方法，所測得的壓縮強度是不同的。其中夾具設計和加工精度尤為重要，夾具的過度約束可能遏制某些實際的破壞模式，導致測試值偏高;但如沒有合適的約束，會發生試樣端部開花、屈曲等破壞，導致測試值偏低。所有標準僅給出夾具的型式，沒有規定夾具的材質、尺寸、加工精度等細節，因此使用者需根據經驗、摸索等設計加工合適的夾具。GB/T3856、GB/T5258、ISO14126和ASTMD3410圓錐形剪切加載夾具存在試樣安裝和應變測量難度較大的問題。GB/T3856沒有規定在測試過程中判別試樣是否彎曲或屈曲，且試樣寬度僅為6mm，對一些材料存在尺寸效應，影響測試結果。GB/T5258和ISO14126給出了端部加載夾具，該夾具僅適用低性能的材料，如短纖維復合材料、連續纖維復合材料較弱的方向。GB/T3856和GB/T5258沒有規定模量的取值范圍，期望修訂時增加。GB/T5258和ISO14126的聯合加載以及ASTMD6641的聯合加載，試驗方法依賴于試樣與夾具間的高摩擦系數。GB/T1448要求試樣厚度為4mm以上，更適合面外壓縮性能測試。綜上，測定面內壓縮強度σc1和σc2時，建議采用剪切加載方式，按GB/T5258、ISO14126和ASTMD3410進行試驗;測定面外壓縮強度σc3時，按GB/T1448進行試驗。
4層間拉伸
復合材料層間拉伸的國外標準并不多，較為成熟的標準方法有ASTMD7291。我國尚沒有制訂測定層間拉伸模量E3的標準，GB/T4944僅能測定層間拉伸強度，不能測定E3。因此，期望制定測定E3的國家標準，或在修訂GB/T4944時增加測定E3。
5結論和建議
復合材料論文范文2
1958年，我國因鋼材短缺，曾探索過用GFRP筋代替鋼筋的研究。20世紀七八十年代，FRP在結構工程中的應用與研究逐漸增多。1972年在云南建造了一座直徑為44m的球形GFRP雷達天線罩。1982年在北京密云建成了跨徑20.7mGFRP簡支蜂窩箱梁公路橋，設計荷載等級為汽-15、掛-80，并進行了現場荷載試驗，這是國際上第一座GFRP公路橋。此后，FRP材料，尤其是價格比較便宜的GFRP，在工結構程中應用的范圍越來越廣。但是這些應用大多數都是附屬性、臨時性的構件，FRP材料的優越性能沒有得到充分發揮，即使用FRP作為結構材料也都是嘗試性的，沒有形成規模。同時，多數的土木結構工程師不了解FRP材料性能和設計方法，大大限制了它在土木工程結構中的應用和推廣。
2FRP復合材料在土木工程中的實踐效果
2.1用于結構加固
我國對FRP加固技術的研究始于1997年，中冶建筑研究總院有限公司(國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心)于1997年10月進行了國內首批外貼碳纖維布加固梁試驗。隨后在短短幾年中，外貼FRP片材加固技術已成為全國土木建筑行業研究和應用的熱點，很快為市場所接受，而市場的擴大使材料的成本大幅下降，這為FRP材料在建筑中的應用發展提供了更大的可能，在我國已迅速發展成為建筑結構補強加固的主要技術。至2012年，國內從事FRP試驗研究及技術開發的科研單位幾十所，用于土木建筑行業中的碳纖維制品生產銷售的廠家幾十個，從事于碳纖維加固補強的專業公司上百個，已經形成了相當大的研發、生產、設計、應用的社會群體。目前FRP材料在土木建筑中的應用以加固鋼筋混凝土結構為主，加固的形式又以外貼FRP片材為主，但FRP技術在砌體結構、鋼結構、木結構中的應用，以及采用FRP筋材、網格材、預應力FRP片材加固技術的應用已有很多，新的應用形式、新的產品、新的規范規程的研究正在世界各地廣泛開展。
2.2FRP筋在新建結構中代替鋼筋
傳統鋼筋混凝土結構中配置非預應力和預應力鋼筋，在處于惡劣環境條件時，如干濕交替、化學介質等作用下，極易引起鋼筋的腐蝕，嚴重影響結構的耐久性和適用性，甚至導致結構承載能力的降低。相比之下，防腐性能好、粘結性能與鋼筋相差不多且抗拉強度高的FRP筋成為代替鋼筋的一個較好選擇。20世紀80年代初開始，FRP筋逐漸大量應用于有特殊性能要求的結構物中代替鋼筋，如有磁共振醫療設備的建筑及海堤、工業廠房屋面板等受嚴重化學侵蝕的結構物中。1985年，美國SanAntonio醫院大樓的MRI設備的樁、柱和梁中均采用了GFRP筋。1986年，SanAntonio的大學建筑中的邊墻和鋼筋混凝土梁中配置了GFRP筋。FRP筋的另一個應用對象是巖土工程，目前已用于因潮汐變化等干濕交替的擋土墻、地基錨桿及地鐵沉井等工程中。
2.3FRP結構及組合結構
由于FRP材料具有高強、輕質、耐腐蝕等優點，FRP結構和FRP組合結構的應用也日益受到工程界的重視。
（1）早期試驗性的FRP結構
20世紀60年代，英國已開始生產GFRP復合材料的屋蓋結構，運往中東和北非建造使用，1968年一個采用GFRP夾心板與鋁質骨架的圓頂結構建于利比亞Bengazhi；1972年阿聯酋的Dubai國際機場，采用GFRP傘狀屋頂。20世紀70年代及80年代初期，英國的一些建筑采用了GFRP作為除梁柱以外的承重或半承重構件。1974年，第一個全復合材料建筑在英國Lancashire落成，外形為三棱錐體組成的空間結構。早期的FRP結構，大多帶有一定的試驗性質，尚未在土木工程中形成規模。
（2）橋梁工程中的FRP結構構件
隨著FRP生產技術和產品形式的迅速發展，FRP結構在橋梁工程中得到迅速發展。英國、瑞士、丹麥、日本、美國及中國等國家，均成功建造了一系列全FRP結構的人行天橋。同時，FRP結構也被應用于承受較大反復動載的公路橋梁中。1982年，我國在北京密云建成了一座跨徑為20.7m的GFRP蜂窩箱梁公路橋。1994年，英國建造的BondMill橋采用GFRP拉擠型材組合而成，是一座可通過40t卡車的活動橋。1996年，美國堪薩斯州Russell架起了第一座采用FRP橋面板的公路橋。此后不到十年的時間里，采用FRP橋面板的中小型橋梁在美國已有數十座。FRP橋面板還被用于替換老化的混凝土橋面板。此外，FRP索還可替代鋼索用于斜拉橋和懸索橋。
3FRP復合材料在土木工程中的實踐展望
復合材料論文范文3
英文名稱：Acta Materiae Compositae Sinica
主管單位：
主辦單位：北京航空航天大學;中國復合材料學會
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-3851
國內刊號：11-1801/TB
郵發代號：
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1984
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
《復合材料學報》為北京航空航天大學和中國復合材料學會主辦的學術性科技期刊（雙月刊，200 多頁/期）。本刊主要刊載我國復合材料基礎研究和應用研究方面具有創造性、高水平和具有重要意義的最新研究成果的論文?？d范圍: 纖維、織物、顆粒或晶須增強聚合物基、金屬基、陶瓷基等復合材料（包括：結構、功能、生物、電子、建筑等復合材料）的制備、性能、設計等，以促進國內外復合材料研究領域的學術交流及先進復合材料的推廣應用。
復合材料論文范文4
復合材料結構與性能是針對復合材料與工程專業大四學生開設的一門專業必修課，其內容涉及樹脂基體、增強材料、增強材料的鋪層和復合材料的夾層結構等多個方面，是一門理論聯系實踐應用、基礎知識和科學發展前沿并行的課程。我們從充分利用信息技術、理論聯系實際、啟發式教學和考試方式多元化等多方面進行了課程改革和實踐，以提高學生的學習興趣和創新能力。
［關鍵詞］
課程改革；課程實踐；啟發式；教育
復合材料結構與性能是本校針對復合材料與工程專業大四學生開設的一門專業必修課程。本課程是在學生學完了材料學概論、樹脂基復合材料、復合材料工程實驗等專業課程之后，為進一步拓寬學生的專業知識面、培養學生綜合知識的運用能力而開設的，目的是培養其在復合材料原材料的選擇、改性、結構設計方面綜合運用知識解決實際問題的能力。復合材料結構與性能的教學內容包括復合材料概述、樹脂基體材料結構與性能、高性能增強材料、增強材料鋪層結構與性能及復合材料夾層結構等。復合材料概述部分重點介紹復合材料結構所包含的三個結構層次和復合材料的發展及應用近況；樹脂基體材料部分主要介紹聚合物分子結構對性能的影響及基體材料的最新研究進展，讓同學們通過學習掌握分子結構設計原理，初步具備從性能角度出發篩選合成原料的能力；增強材料鋪層結構與性能和復合材料夾層結構部分突出復合材料結構的可設計性，根據復合材料結構件的受力情況，介紹增強材料鋪設方式設計和夾芯材料選擇的理論依據。不同于大學基礎理論課，大學專業課的課堂教學內容必須緊跟本學科技術的發展。課堂教學中，教師在介紹完基礎理論知識后，一定要配合實際的生產應用案例對其進行應用說明，這樣有利于學生理解和掌握此知識點，并能通過實際的應用案例理解單純追求某一性能指標是沒有意義的，實際應用過程中應考慮工藝性能、應用性能、節能環保等綜合因素。該課程為新開課，在教學內容、教學素材、教學方法等方面還需要進一步完善和改革，以適應復合材料現代科學技術的飛速發展。
一、充分利用信息化資源，豐富教學內容
在教學過程中，我們充分利用信息化資源、信息化技術來輔助教學，豐富教學內容，利用多媒體技術進行高密度的知識傳授，增大教學信息量，并借助圖片、動畫、視頻等媒介，增強學生的理解力，加深他們的記憶。［1］我們在傳統的PPT中加入實物圖片、工藝圖片、三維設計動畫、復合材料生產視頻等，以豐富教學內容，把學生關心的一些復合材料應用領域的相關知識（復合材料原料、工藝及應用等）直接向學生演示出來，從而與文字講義相呼應，給相對枯燥的教學注入興趣和活力。多媒體教學（如制作動畫、錄像、圖片和三維模型等）將原本抽象的、不易理解的復合材料多相結構生動、形象地展現出現，便于學生理解和記憶，加深對復合材料結構的理解，深層次理解復合材料結構對性能的影響。我們在查閱大量國內外文獻的基礎上，編寫了適合本課程教學特點的電子課件，并根據需要采用大量生動、形象的工藝流程圖介紹復合材料的生產工藝，以實物圖片介紹復合材料的應用領域，采用動畫、視頻的形式介紹復合材料不同層次的結構及結構設計對性能的影響。對于較難理解的章節，采用模型或模擬輔助教學可以提高教學效果。為了讓學生較好地了解復合材料領域的發展，教師需要密切關注該行業國內外的發展動向，及時查閱相關的文獻資料，獲取與國際接軌的最新知識、先進教材和信息。教師需要適時地參加國內外復合材料展覽會，對國內外參展公司的展品、設備和技術圖片進行拍照、錄像并整理，將其融入課程內容；還可以參加復合材料相關的學術研討會，密切關注復合材料領域的新技術、新工藝的發展和應用，及時更新本課程的教學內容。
二、授課內容注重理論與實踐相結合
復合材料結構與性能是一門實用性較強的課程，單純以文字的形式介紹復合材料結構與性能，特別是復合材料的夾層結構，很難介紹清楚，學生也很難想象，難以理解。因此，教學中一定要理論聯系實踐，以案例的形式講授知識，如以風力發電機葉片、雷達罩、飛機機翼的結構為例，分別介紹其選材、結構，并解釋原材料選擇原因、結構設計的原理、性能特點、國內外的技術差距等。作為教師，將自己科研工作的實際應用案例加入課程講授，理論聯系實際，豐富課程內容的實用性，是非常必要的。不同高校復合材料專業的研究領域、研究特色不同，有的高校側重于增強材料的研究與開發（如東華大學），有的高校重點研究復合材料結構件的設計制造（如武漢理工大學），而本校復合材料專業側重于高性能樹脂基體材料的研究與開發。在本課程的講授過程中，我們將本校樹脂基體方面取得的研究成果按相應類別穿插在課程內容中，如將耐腐蝕的乙烯基酯樹脂、高殘炭酚醛、脂環族環氧樹脂、高性能芳炔樹脂、高性能透波樹脂等內容加入課程，分析其結構與性能特點。我校在復合材料增強材料、增強材料的鋪設方式、復合材料結構的設計方面開展的研究工作較少，如果要想在這幾章內容的教學中聯系實踐，教師需要做很多資料收集工作，特別是針對增強材料鋪設方式和夾層結構部分，需要到相應的研究單位、生產單位進行調研，制作相應圖片、三維模型、動畫及視頻，以豐富教學內容，便于學生理解。［2］
三、改進授課方式，采用啟發式教學，讓學生根據自己的興趣點進行自主學習
復合材料結構與性能是復合材料專業大四學生的專業必修課，他們在此之前已經學完了大部分的專業課程，已基本掌握了復合材料的專業知識。本課程的目的是進一步拓寬學生的知識面，培養學生的創新思維，實現與畢業課題研究、社會工作的銜接。因此，教學中應該改變以往的“老師講、學生記”的方式，鼓勵學生運用前面學過的專業知識去思考，激發創新思維，從中獲得運用知識解決問題的成就感。教師可以提出現在行業中的難題，讓同學們通過查找資料尋找解決方法，發揮大學生精力旺盛、創新性強的特點。［3－4］這也對教師提出了要求：要緊跟本學科的發展，與復合材料相關企業建立密切聯系，了解本專業新型的原材料、成型技術、成型設備及新型制品結構。在復合材料概述中介紹新型的復合材料時，同學們對“自修復復合材料”非常感興趣，但課上僅僅介紹了“自修復復合材料”的設計原理和性能特點及其在航天領域中的應用前景，教學中若能夠以實物圖片展示此材料的使用案例，以錄像展示生產工藝過程，并提出應用過程中有待解決的問題，則可以更生動、具體地體現該材料的結構與性能的關系。我們采用了啟發式教學方法，建立教師和學生間雙向互動的課堂氣氛。教師采用提問的方式啟發和調動學生的主觀能動性，讓學生對問題進行思考；當堂課不能解決的問題，則要求學生課后查找資料，以小論文的形式提交解決方案；鼓勵學生探索科學前沿，激發學生對科學研究的興趣。比如我們給學生留的課后作業為“你認為最有發展前景的復合材料是哪種類型？解釋其原因”和“熱固性樹脂復合材料和熱塑性樹脂基復合材料的優缺點及其發展趨勢”。課余時間，學生們根據自己的興趣愛好去查找相關的資料，了解該類復合材料的結構、性能、應用及發展情況。這樣不僅能夠拓展學生的知識面，還能夠激發其對復合材料科研的興趣。［5－6］
四、考核方式多元化，培養學生思考問題、解決問題的能力
復合材料專業課程大多采用閉卷考試的方式進行考核，考試形式重于內容，考試分數重于能力，平時認真聽課、認真思考的同學考試的分數倒不一定比背講義、背課后題的同學高，這樣打擊了應用能力較強的同學的學習積極性，也與本課程的培養方案相悖。復合材料結構與性能是大四上半學期的專業必修課，是理論與實踐相結合的一門課，旨在引導學生運用所學知識發現實際生產中的問題并解決問題，傳統的靠知識點記憶的考核方式顯然已不適用于本課程，課程改革也應在考核方法上有所體現。根據知識點的不同，本課程宜采用多元化的方式對學生進行考核。重要的概念、原理、工藝、聚合物結構及性能等要求學生掌握的知識點可采用閉卷考試，而不同類型復合材料的性能特點、發展及應用方面的知識是動態發展的，可以采用開卷考試的方式。這樣學生可以在課下查閱大量的文獻資料，詳細了解復合材料的發展趨勢，激發學習興趣，拓展專業知識面。對于綜合知識的運用，即從選擇原材料、成型工藝選擇、增強材料的鋪設方式、夾層結構設計等方面設計某復合材料結構件，則采用小論文的形式考核，如設計輕質高強的工字梁結構。多元化的考核方式可以使學生成為學習的主體，有利于調動學生的積極性，并培養學生綜合運用知識的能力。我們通過教學題材的更新、教學內容的多樣化、教學方法和考核方式的改革，力爭從教師講授向學生在老師的啟發下自主學習的模式轉變，從而達到提高學生學習主動性、激發學生創新性的目的。課程改革和創新需要在實際教學過程中摸索，我們將結合復合材料新技術的發展，繼續探索復合材料結構與性能教學新模式。
作者：宋寧 侯銳鋼 周權 陳麒 王帆 方俊 倪禮忠 單位：華東理工大學材料科學與工程學院特種功能高分子材料及相關技術教育部重點實驗室
參考文獻：
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［2］鄧洪．材料化學專業《復合材料》課程建設與教學研究［J］．中南林業科技大學學報（社會科學版），2009，3（3）：142－144．
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［4］楊曉潔．“英特爾”未來教育與課改理念的融合———《復合材料》教學設計與反思［J］．教育科研論壇，2010（7）：56－57．
復合材料論文范文5
射頻(RF)和微波微電子的封裝是高頻電子封裝技術的最新發展,它吸引了大量電子工程師投身于電子封裝和高頻電子領域的研究,也吸引了學術研究者了解最先進技術在商業界應用的興趣。它覆蓋了熱量管理、電氣、射頻、散熱的設計與模擬,封裝技術與加工方法以及其它相關射頻、微波封裝的領域。近10年來無線電技術取得了巨大的進展,同時高頻技術的應用方興未艾。2008年9月16-18日,國際微電子和封裝協會(IMAPS)在美國加利福尼亞洲的圣地亞哥舉辦第一屆射頻與微波封裝的高級技術專題討論會,邀請30多名業界的頂尖人士做了射頻、微波、毫米波和寬帶封裝等高級主題演講,會議取得的效應遠遠超乎預期。
該書是這次會議的論文集,共選論文12篇,每篇論文獨立成章。1.微波和毫米波頻率封裝的基本理論,介紹微波和毫米波頻率的基本設計、交換性能和額外復雜性;2.低成本高帶寬的毫米波引導線框封裝,介紹一種新型中繼饋線方法,使低成本高容量的封裝理念可以應用到高頻領域。這個方法影響了數字電子封裝技術;3.微機電毫米波的聚合系統,介紹一種大批量生產毫米波無源器件的技術工藝;4.毫米波板上芯片的集成和封裝,介紹板上芯片的集成與封裝技術對毫米波電子學領域所帶來的低成本效益,以及討論了毫米波電路性能的若干特殊問題;5,射頻液晶聚合物和毫米波的多層氣密封裝包與組件,提出x、K、Ka-頻段的應用組件的薄膜液晶聚合物(LCP)表面安裝封裝技術;6.隨身設備的射頻、微波基板封裝線路圖,回顧隨身設備的設計方案和材料,并討論如何達到所需的封裝密度和性能;7.陶瓷系統在射頻和微波封裝技術中的應用,展示出使用陶瓷材料和陶瓷制造工藝的優勢,從而研發復雜性不斷增長的多層結構;8.毫米波產品的低溫共燒陶瓷(LTCC)層壓材料波導,討論復合材料波導,通過數值仿真的手段,解決材料問題并處理毫米波頻率的內部連線有損耗和間隔時所產生的折衷問題;9.射頻、微波應用組件的低溫共燒陶瓷(LTCC)基片,展示關于射頻、微波封裝應用中的LTCC技術的計算機模擬和制造的最新進展,包括當前的LTCC制造技術、模塊封裝包、高帶寬設計和集成天線的射頻、微波系統的發展趨勢;10.用于微電子封裝的高散熱陶瓷和復合材料,討論散熱復合材料的高級性能,包括納米碳管、合成金剛石、做結構旋轉后的氮化鋁、氧化鈹等;11.高性能微電子封裝的散熱片材料,回顧了射頻、微波封裝的散熱材料的制造、應用和研發,包括傳統的、第二代、第三代散熱材料;12.氮化鋁三維多芯片組件(A1N 3D MCM)的技術研究,回顧了射頻、微波封裝的氮化鋁三維多芯片組件技術的最新發展,包括A1N高溫共燒陶瓷(HTCC)工藝、鎢貼片匹配、燒結溫度分布圖的影響以及其它實際設計和制造過程中的問題。
本書主要作者Ken Kuang等人是多年從事該領域研究、具有豐富經驗的業內專家。他是國際微電子和封裝協會(IMAPS)會員兼副主席、圣地亞哥分會的主席。他多次獲得IMAPS的最佳會議論文獎、電子封裝技術國際大會(ICEPT)的最佳研討會論文獎、IMAPS的主席獎。2004年,他創辦了Torrey Hills Technolo-gies,LLC公司。該公司迅速成長為美國INC500之列,是射頻、微波封裝產業的引領者。
本書反映了射頻、微波微電子業界的近期研究成果和發展動態,是從業工程師了解行業最新技術和發展的必備指導書籍。
復合材料論文范文6
關鍵詞：復合材料，屈服準則，流動準則，強化準則，ANSYS
1 引言
非線性分析一直以來廣受關注，在這方面的研究也頗為不少，但是，如何最大限度提高求解的精度、提高求解時的效率，仍然需要進一步的探索?，F代復合材料自本世紀40年代出現以來，已經得到了飛速的發展，應用極為廣泛。因此，對復合材料力學性能的研究也日趨深入。本文筆者基于ANSYS程序對數碼相機內部鏡頭托架結構進行了模擬分析，以此論證托架結構的剛強度。
2 ANSYS 的靜力非線性分析
ANSYS的靜力分析包括線性和非線性分析，而非線性分析涉及塑性，應力鋼化，大變形，大應變，超彈性，接觸面和蠕變。。引起結構非線性的原因很多，一般可分為三種主要類型：狀態變化（包括接觸）；幾何非線性；材料非線性。非線性問題需要一系列帶校正的線性近似來求解，ANSYS程序通過牛頓—拉普森 (NR ) 平衡迭代法，在某個容限范圍內迫使在每一個載荷增量的末端解達到平衡收斂。
3 復合材料的塑性理論
屈服準則：ANSYS采用Von-Miss屈服準則來計算結構的塑性變形，該準則是一種除了土壤和脆性材料外典型使用的屈服準則。表示如下：
⑴
其中： ,
流動準則：如果將Von-Mises屈服準則的函數形式推廣到一般塑性加載情況，那么式⑴的函數就可以寫成：
⑵
其中的偏應力
⑶
是流動應力，它在屈服點上等于屈服應力，而后隨應變硬化材料中塑性應變的增大而增加。
如果把理解為應力狀態強度的表征，那么在超屈服之后由作用在一點的各個應力分量所組成的就稱為等效應力，由塑性力學偏應力不變量不難得出：
⑷
對應于就有一個等效塑性應變增量來構成由各應力分量所做的塑性功增量，即
⑸
根據Drucker公設
⑹
其中是塑性勢函數的梯度，是比例系數
由此可以推導得出
⑺
強化準則: 等向強化和隨動強化。對Von-Mises屈服準則，等向強化表現為屈服面在所有方向均勻擴張。而隨動強化表現為對應的兩個屈服應力之間總存在一個的差值。
4 數碼相機內部結構的模擬分析
筆者結合數碼相機使用性能要求，對數碼相機內部的零部件結構剛強度進行模擬計算。
數碼相機以其性能優越，攜帶方便而深受消費者的喜愛。因此，設計時在保證上述優點的情況下，應保證其內部結構緊湊，避免干涉，各部件之間搭配協調。
4.1 鏡頭托架的模擬分析
鏡頭是數碼相機的“心臟”， 設計時必須根據鏡頭形狀尺寸來布置內部結構，因此，鏡頭托架的結構設計很重要。。
圖1是某款數碼相機鏡頭托架與鏡頭的裝配關系圖, 精度要求很高。此處，該結構的分析是基于配合精度相對較低的假設之上的。
從圖1不難看出, 鏡頭托架在
數碼相機內部受力復雜，分析比較
困難。因此，我們摒棄常規的算法，
采用極限載荷法。即忽略那些對分
析結果影響不大的約束，即可以把
所有載荷看作是直接加載在托架的
某一特定需要分析的部位。這樣處
理后的模型無論是精度和求解效率
上都有所提高。
圖1
如圖2，分析時采用Solid185單元, 智能自由網格劃分, 網格精度定為五級。為了提高分析的精度和加快求解的效率,建模時我們經過初步判斷，對遠離分析區的結構進行了優化，也即盡量減少遠離承載區的棱角及不規則體的數目，從而優化結構單元。。
圖2
材料常數
托架材料：
PC+玻纖（玻纖含量25％） ，
拉伸強度為，彎曲強度為,
壓縮強度為，彎曲彈性模量為
4.2 材料特性的相關設定
由于托架材料是纖維增強型的，對于此類材料，纖維的取向非常重要，一般分析時是根據纖維的方向，纖維的長度來設定分析的依據。
一種材料，可以視為均質的，也可以視為非均質的，這主要取決于分析時觀察問題的尺度。對于復合材料，由于存在可以從界面區分的相和疊層，一般認為是非均質的。但是，分析的尺度繼續擴大以后，它又可以用等效的均質體來代替。此時，顆粒復合材料和方向隨機分布的短纖維復合材料可認為是各向同性的，而纖維規則排列的復合材料，通常是各向異性的。因此，我們假定托架材料是短纖維增強型的的，纖維增強方向是隨機分布的，也即托架材料特性是各向同性的。
4.3 數碼相機正常放置情況下的強度、剛度的分析
這里筆者分析了一下數碼相機正常放置狀態下托架結構的受力狀態。
圖3是托架結構的受力云變圖, 它表示托架結構在承載時所受的平均應力，圖形下方是各顏色所代表的應力區間。
SMX
, 表示托架結構承載時的最大應變量
，表示托
架結構承載時的最大應力
圖3
圖3清晰的反映了鏡頭托架在相機中的承載應力圖，從圖中我們不難看出最大應力發生在托架一側腰間的小孔附近。從圖中的應力云變圖可以看出，托架承載情況基本達到預期的效果，也基本反映了托架在相機中的受力情況。對于數碼相機之類輕便型的電子產品，由于結構本身承載負荷小，采用的復合材料性能優越，因此，設計時一般僅關心結構所受的最大應力應變。設計人員根據分析結果，結合模具設計的要求，再做相應的調整，就可以設計出頗為滿意的結構。從結果我們不難看出其最大應力小于材料的應力極限，考慮到注塑模具的成型性能的要求，對于此托架結構我們不再作結構上的調整，其設計形式完全符合設計要求。
5 結束語
本文著重對數碼相機鏡頭托架進行了非線性分析，闡述了復合材料尤其是纖維增強型復合材料的分析方法。當然，本文的材料特性是基于各向同性基礎上的，對于各向異性的纖維增強型材料的分析，還有待進一步探索。
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