1. 研究目的与意义(文献综述)
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般复合材料的性能优于其组分材料的性能,并且有些性能是原来组分材料所没有的,复合材料改善了组分材料的刚度、强度、热学等性能。随着市场需求的多样化,高导热微波复合介质电路基板材料已经成为未来产品研发的热点[1] 。而复合材料成形时变形量的大小又受到热失配应力和热膨胀系数的影响,因此纤维和基体对成形后复合材料的热失配应力和热膨胀系数的影响成为研究的重点。
热膨胀是所有材料的最基本特性之一,在一定温度条件下,热膨胀将导致结构变形,从而产生内应力,过大的热变形可能致使结构失效。对于复合材料的研究与使用,热膨胀系数是很重要的问题。但是高温条件下的研究成本过高,且复合材料不同于金属材料,在可设计的基础上所表现出的多样性限制了试验方法的应用。但是随着复合材料在高温条件下的广泛应用,特别是在航空航天领域和汽车制造领域的发展,热膨胀系数的研究变得相当重要,但是不同的方法精度差别较大,即使采用同一种方法所得结果也会受到材料热量传递的影响[2] 。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
建立模型:下载并安装comsol软件,建立ptfe和sio2不同体积比的模型。
数值模拟:设置边界条件,并对求解器设置进行调整。对所建模型进行力热作用下的仿真模拟,通过后处理来分析在力热作用下介质板的温度分布图,应力分布图,位移图等结果。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,下载COMSOL软件。确定技术方案,并完成开题报告。 第4-5周:学习COMSOL软件,完成开题答辩。 第6-9周:会使用COMSOL软件建模,并且学习如何设置边界条件。 第10-12周:利用COMSOL软件计算热和力作用下复合介质板的膨胀规律。 第13-14周:分析实验数据,撰写毕业论文。 第15周:论文答辩。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]杨维生.微波复合介质电路基板应用现状及其发展趋势[j]. 印制电路资讯, 2015, 001(001):93-96.
[2]苗恩铭. 材料热膨胀系数影响因素概述[j]. 工具技术,2005, 05(006):27-30.
[3]梁鹂. 新型复合管线膨胀系数的实验研究[c]. 中国石油和化工勘察设计协会热工专委会、全国化工热工设计技术中心站, 2011:302-304.
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