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电子封装用功能梯度铝基复合材料研究应用进展
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作者 方杰 刘彦强 +8 位作者 杨志宇 樊建中 刁恩泽 崔西会 黎康杰 彭颐豫 张坤 孔欣 杨博 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第8期1295-1305,共11页
电子信息系统小型化、轻量化、无人化、一体化的发展趋势要求电子封装持续减小尺寸、降低重量和减少功耗(SWaP,即Size,Weight and Power)。传统的基于可伐合金、铝合金和高硅铝的微电子封装材料难以同时满足大跨度热匹配、良好的钎焊与... 电子信息系统小型化、轻量化、无人化、一体化的发展趋势要求电子封装持续减小尺寸、降低重量和减少功耗(SWaP,即Size,Weight and Power)。传统的基于可伐合金、铝合金和高硅铝的微电子封装材料难以同时满足大跨度热匹配、良好的钎焊与激光熔焊性能、高导热、高比刚度、高比强度和良好的可制造性,无法适应SWaP要求。功能梯度铝基复合材料综合了铝合金与铝硅、碳化硅铝等先进复合材料的优点,既具备大跨度热匹配、高导热率的特点,又具备精细加工和良好的激光熔焊等工艺性能,是新一代微电子封装材料的研究热点。本文综述了功能梯度铝基复合材料的优势、制备方法和封装应用情况,并对该材料制备与应用中存在的问题进行了总结,最后对其未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 先进金属基复合材料 功能梯度材料 铝基复合材料 电子封装 研究应用进展
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梯度功能复合材料的研究进展
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作者 李文智 何志平 曹瑶琴 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期105-116,共12页
随着材料技术的不断进步,近些年各类具有特定功能的高性能材料及超材料呈现出井喷式的研究态势,这一趋势在航空航天领域尤为显著。随着装备对性能要求的不断提升,单一材料逐渐难以满足界面力学性能和功能一体化要求,梯度功能复合材料成... 随着材料技术的不断进步,近些年各类具有特定功能的高性能材料及超材料呈现出井喷式的研究态势,这一趋势在航空航天领域尤为显著。随着装备对性能要求的不断提升,单一材料逐渐难以满足界面力学性能和功能一体化要求,梯度功能复合材料成为解决该难题的重要突破口。本文从功能梯度复合材料的应用背景出发,结合国外各类材料研究进展和应用现状,探讨该材料的研究意义。针对国内工程领域应用存在的问题,指出功能梯度复合材料在应用过程中面临的挑战。与国际先进水平相比,我国功能梯度复合材料发展主要面临着3大挑战:一是制备工艺相对落后,无法实现大尺寸工程化应用;二是性能评价方法空缺,耦合功能评价体系亟需建立;三是材料性能设计与模拟方法自主知识产权较少,且尚未建立全面数据库作为设计依据,材料设计仍依靠设计者的经验。最后对梯度功能复合材料的未来应用和发展方向提出建议。 展开更多
关键词 梯度功能 复合材料 研究进展
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功能梯度复合材料的制备及隔热性能模拟研究
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作者 郭建业 李文静 +1 位作者 苏力军 周玉贵 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期156-161,共6页
基于航空航天热防护技术对多功能隔热材料的需求,制备了由力学缓冲层、高温隔热层和核心隔热层构成的功能梯度复合材料,材料应力适应性强、耐温性高、隔热性能优异。通过模拟计算的方法对复合材料的隔热性能进行研究,结果表明,30mm厚的... 基于航空航天热防护技术对多功能隔热材料的需求,制备了由力学缓冲层、高温隔热层和核心隔热层构成的功能梯度复合材料,材料应力适应性强、耐温性高、隔热性能优异。通过模拟计算的方法对复合材料的隔热性能进行研究,结果表明,30mm厚的复合材料在1000℃、1000s的热载荷下隔热性能优异,各功能层厚度影响复合材料的传热背温。随着力学缓冲层/高温隔热层相对厚度的增大,复合材料背温和核心隔热层热面温度均增大,由于核心隔热层耐温极限的限制,力学缓冲层厚度最大为12mm,此时复合材料背温为26.10℃。力学缓冲层/核心隔热层、高温隔热层/核心隔热层相对厚度增大时,复合材料背温增大,核心隔热层热面温度减小,力学缓冲层的厚度最小为6mm,此时复合材料背温为20.21℃,高温隔热层的厚度最小为10mm,此时复合材料背温为22.58℃。 展开更多
关键词 功能梯度复合材料 应力适应性 耐温性 隔热性能 功能 背温
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随机分布载荷作用下双向功能梯度材料悬臂梁的半解析模拟方法
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作者 张龙 张伟 +1 位作者 范钧滔 廖文林 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第9期16-26,共11页
为了研究随机分布载荷作用下的双向功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)悬臂梁的力学行为,本文发展了一种高精度、高效率的半解析方法。首先介绍了双向FGM悬臂梁的物理模型,然后推导了其在随机分布载荷作用下的基本控制方程... 为了研究随机分布载荷作用下的双向功能梯度材料(Functionally Graded Material,FGM)悬臂梁的力学行为,本文发展了一种高精度、高效率的半解析方法。首先介绍了双向FGM悬臂梁的物理模型,然后推导了其在随机分布载荷作用下的基本控制方程,并通过MATLAB编程实现了方程组的迭代求解。在此基础上开展了单向/双向FGM悬臂梁受纯弯曲载荷或均布载荷的算例分析,并与精确解、铁木辛柯梁理论解和梯度有限元方法解对比研究,结果表明本文方法收敛性好、计算精度高。最后,将本文方法用于双向FGM悬臂梁受线性分布载荷、正弦分布载荷或随机分布载荷作用下的力学行为模拟仿真分析,所得结果与梯度有限元方法模拟结果吻合较好,最大挠度、应力相对误差分别为2.11%、3.39%。 展开更多
关键词 双向功能梯度材料 悬臂梁 随机分布载荷 半解析法 有限元方法 复合材料
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蛭石功能化复合材料研究进展 被引量:5
5
作者 王鹏真 刘元昊 +2 位作者 冯敏 田维亮 张克伟 《塔里木大学学报》 2024年第1期1-12,共12页
蛭石是一种环境友好型天然硅酸盐矿物,具有独特的层状结构和稳定的物理化学性质。蛭石具有较高的孔隙率和较低的层间结合能,易于剥离形成二维(2D)纳米片应用于构建新型复合功能材料。本文聚焦蛭石纳米片的改性与高附加值应用,介绍了层... 蛭石是一种环境友好型天然硅酸盐矿物,具有独特的层状结构和稳定的物理化学性质。蛭石具有较高的孔隙率和较低的层间结合能,易于剥离形成二维(2D)纳米片应用于构建新型复合功能材料。本文聚焦蛭石纳米片的改性与高附加值应用,介绍了层状材料的种类与剥离方法、蛭石的结构与性质,阐述了蛭石在离子通道、生物医学、吸附、气体阻隔、催化、储能等方面的应用进展。最后针对蛭石研究存在的主要问题,展望了其未来发展趋势。 展开更多
关键词 蛭石 层状材料 复合材料 功能材料
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电磁分离法制备原位Al/Mg_2Si功能梯度复合材料 被引量:16
6
作者 李克 王俊 +3 位作者 疏达 杜朝晖 孙宝德 周尧和 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1433-1437,共5页
用电磁分离技术(EMS)制备了原位Al/Mg2Si功能梯度复合材料(FGMs),并采用复合盐变质剂对初生Mg2Si增强相进行细化和变质.实验结果表明,制备的圆棒状复合材料在近外壁区域形成φ(Mg2Si)=17.5%相偏聚层,提高了表面硬度.电磁力参数、铸型温... 用电磁分离技术(EMS)制备了原位Al/Mg2Si功能梯度复合材料(FGMs),并采用复合盐变质剂对初生Mg2Si增强相进行细化和变质.实验结果表明,制备的圆棒状复合材料在近外壁区域形成φ(Mg2Si)=17.5%相偏聚层,提高了表面硬度.电磁力参数、铸型温度场和铸型尺寸是影响增强颗粒分布的主要因素.通过控制外加磁场的电磁力参数和温度场,可实现复合材料中φ(Mg2Si)在径向呈既定的梯度规律变化.相同条件下,铸型内径越大,复合材料内部区域的增强颗粒所占比例就越高,增强颗粒的分布就越分散. 展开更多
关键词 电磁分离法 原位法 功能梯度材料 复合材料
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SiC/Al层状梯度复合材料的制备与抗毁伤特性 被引量:7
7
作者 蔺绍江 胡锐 +3 位作者 李金山 陈忠伟 李晓历 李玉龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期35-37,共3页
用真空热压法制备了SiC Al层状梯度复合材料 ;采用热压扩散工艺 ,实现了不同SiC含量的复合材料间的有效连接。实验表明SiC Al层状梯度复合材料制备时 ,添加纯铝过渡层有助于提高层间结合强度。通过穿甲试验对SiC Al层状复合材料的抗毁... 用真空热压法制备了SiC Al层状梯度复合材料 ;采用热压扩散工艺 ,实现了不同SiC含量的复合材料间的有效连接。实验表明SiC Al层状梯度复合材料制备时 ,添加纯铝过渡层有助于提高层间结合强度。通过穿甲试验对SiC Al层状复合材料的抗毁伤性能进行了分析 ,结果表明所制备的SiC Al层状复合材料具有比纯铝材料更为良好的抗毁伤性能。 展开更多
关键词 层状梯度复合材料 制备 抗毁伤
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硅含量对喷射沉积SiC_p/Al-Si功能梯度复合材料摩擦磨损性能的影响 被引量:12
8
作者 苏斌 严红革 +2 位作者 陈吉华 陈刚 杜嘉庆 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期201-211,共11页
对喷射沉积技术制备的不同硅含量铝基功能梯度复合材料进行室温摩擦学性能研究。结果表明:当硅含量分别为7%、17%和20%时,SiCp/Al-Si功能梯度复合材料的摩擦因数随载荷或滑动速度(转速)的增加而减小;随着SiC颗粒含量的增加,摩擦因数... 对喷射沉积技术制备的不同硅含量铝基功能梯度复合材料进行室温摩擦学性能研究。结果表明:当硅含量分别为7%、17%和20%时,SiCp/Al-Si功能梯度复合材料的摩擦因数随载荷或滑动速度(转速)的增加而减小;随着SiC颗粒含量的增加,摩擦因数呈增大趋势;随基体硅含量增加,摩擦因数越稳定。在转速300~500 r/min、700~900 r/min和载荷10~30 N、40~50 N时,磨损率随转速、载荷的增加而升高,随SiC颗粒含量的增加而降低,梯度变化明显;在转速500~700 r/min和载荷30~40 N时,随转速、载荷的增加,磨损率反而减小;随基体硅含量的增加,磨损率呈降低趋势,材料在摩擦过程中生成的机械混合层(MML)厚度呈减小趋势。 展开更多
关键词 硅含量 喷射沉积 功能梯度复合材料 摩擦因数 磨损性能
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离心铸造法制备Al_3Ti/Al原位自生功能梯度复合材料 被引量:15
9
作者 李健 陈体军 +1 位作者 郝远 袁承人 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第5期31-34,共4页
采用离心铸造法,用TiO2粉末与纯铝熔液原位反应生成Al3Ti颗粒增强相,获得了组织和性能在径向上呈梯度分布的Al3Ti/Al功能梯度复合材料。考察了材料的显微组织和硬度,Al3Ti颗粒和材料硬度在径向上由外向内呈梯度分布。研究分析了离心和... 采用离心铸造法,用TiO2粉末与纯铝熔液原位反应生成Al3Ti颗粒增强相,获得了组织和性能在径向上呈梯度分布的Al3Ti/Al功能梯度复合材料。考察了材料的显微组织和硬度,Al3Ti颗粒和材料硬度在径向上由外向内呈梯度分布。研究分析了离心和转速、TiO2加入量和激冷强度对复合材料组织和硬度的分布梯度的影响。结果表明,这些因素对复合材料组织和性能分布梯度的影响较大。 展开更多
关键词 功能梯度复合材料(FGM) 离心铸造 原位反应 Al3Ti颗粒
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HA/316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料的力学性能 被引量:3
10
作者 樊新 邹俭鹏 +3 位作者 万千 陈剑 周忠诚 阮建明 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期632-637,共6页
采用干粉叠层法和热压工艺制备HA/316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料,使用三点弯曲法测定HA/316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料试样的抗弯强度和弹性模量,并借助扫描电子显微镜对试样对表面形貌和微观结构进行观察和表征,利用... 采用干粉叠层法和热压工艺制备HA/316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料,使用三点弯曲法测定HA/316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料试样的抗弯强度和弹性模量,并借助扫描电子显微镜对试样对表面形貌和微观结构进行观察和表征,利用场发射高分辨扫描电子显微镜对试样进行元素线扫描分析。研究结果表明:通过控制HA粉末的含量(体积分数)在20%-40%之间时,所得复合材料的抗弯强度和弹性模量分别与人体骨的强度和模量相匹配,得到生物力学相容性好的复合材料;HA/316L不锈钢复合材料各梯度层之间过渡自然,没有明显的宏观界面、缺陷和裂纹等,梯度层内部和界面处两相分布均匀,且各成分均呈现连续的梯度分布,界面结合紧密。 展开更多
关键词 羟基磷灰石 316L不锈钢 功能梯度生物复合材料 热压 力学性能
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功能梯度复合材料板壳结构的弯曲、屈曲和振动 被引量:90
11
作者 沈惠申 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期53-60,共8页
功能梯度材料通常是由两种如金属和陶瓷复合而成的一种新型非均匀复合材料.由于在这种材料中,各组份材料的体积含量在空间位置上是连续变化的,其物理性能没有突变,因而可较好地避免诸如在纤维增强复合材料中经常出现的层间应力问题或降... 功能梯度材料通常是由两种如金属和陶瓷复合而成的一种新型非均匀复合材料.由于在这种材料中,各组份材料的体积含量在空间位置上是连续变化的,其物理性能没有突变,因而可较好地避免诸如在纤维增强复合材料中经常出现的层间应力问题或降低应力集中现象.功能梯度复合材料目前已被发展用来作高温环境下的结构构件.本文对功能梯度材料板壳结构分析的研究现状进行了评述,集中讨论线性和非线性弯曲、屈曲和后屈曲、振动和动力响应.涉及各种边界条件下薄板壳和中厚板壳受热/机荷载作用的情况,并提出需要进一步研究的方向. 展开更多
关键词 功能梯度材料 板壳结构 弯曲 屈曲 振动 动力响应 复合材料 应力集中现象
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SiCp/Al功能梯度复合材料的压缩性能研究 被引量:2
12
作者 李进 周春玲 杨智春 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2009年第3期33-36,共4页
采用粉末冶金法制备碳化硅颗粒增强铝基功能梯度复合材料,用扫描电子显微镜观察微观组织形貌,测试抗压强度,对其压缩性能进行分析。研究结果表明,当压力达到85 kN时,SiCp/Al功能梯度复合材料压缩试样的表面出现明显的宏观剪切裂纹,裂纹... 采用粉末冶金法制备碳化硅颗粒增强铝基功能梯度复合材料,用扫描电子显微镜观察微观组织形貌,测试抗压强度,对其压缩性能进行分析。研究结果表明,当压力达到85 kN时,SiCp/Al功能梯度复合材料压缩试样的表面出现明显的宏观剪切裂纹,裂纹方向与垂直方向成45°。用有限元方法分析其压缩性能,计算结果与实验结果基本吻合。 展开更多
关键词 SICP/AL复合材料 功能梯度复合材料 显微组织 压缩性能
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功能梯度碳纳米管增强复合材料结构建模与分析研究进展 被引量:9
13
作者 沈惠申 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期478-505,共28页
功能梯度碳纳米管增强复合材料是一种新一代的先进复合材料.在这种材料中,碳纳米管作为增强体在空间位置上梯度排布.功能梯度碳纳米管增强复合材料的力学行为已成为近年来材料科学与工程科学的研究热点.本文对功能梯度碳纳米管增强复合... 功能梯度碳纳米管增强复合材料是一种新一代的先进复合材料.在这种材料中,碳纳米管作为增强体在空间位置上梯度排布.功能梯度碳纳米管增强复合材料的力学行为已成为近年来材料科学与工程科学的研究热点.本文对功能梯度碳纳米管增强复合材料结构的建模与分析的研究进展进行评述,集中讨论功能梯度碳纳米管增强复合材料梁、板、壳在各种载荷条件下,边界条件下和环境条件下的线性和非线性弯曲、屈曲和后屈曲、振动和动力响应.文中所列成果可以看作是进一步研究的基石.最后,提出需要进一步研究的方向. 展开更多
关键词 功能梯度材料 碳纳米管增强复合材料 弯曲 屈曲 振动
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SiCp/Al功能梯度复合材料的压缩性能研究 被引量:1
14
作者 李进 周春玲 杨智春 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期1139-1142,共4页
采用粉末冶金法分别制备了5μm、7μm、10μm的SiC颗粒增强铝基梯度复合材料,用扫描电子显微镜观察了其微观组织形貌,测试了其抗压强度,对其压缩性能进行了分析。研究结果表明:当压力达到80 kN时,SiCp/Al功能梯度材料压缩试样的表面出... 采用粉末冶金法分别制备了5μm、7μm、10μm的SiC颗粒增强铝基梯度复合材料,用扫描电子显微镜观察了其微观组织形貌,测试了其抗压强度,对其压缩性能进行了分析。研究结果表明:当压力达到80 kN时,SiCp/Al功能梯度材料压缩试样的表面出现明显的宏观剪切裂纹,裂纹方向与垂直方向成45°,材料的压缩性能良好。用有限元理论分析了其压缩性能,其结果与压缩实验结果基本吻合。 展开更多
关键词 功能梯度复合材料 显微组织 压缩性能
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C/C-Al_2O_3梯度功能复合材料改性研究 被引量:1
15
作者 曾晓梅 李铁虎 +1 位作者 刘红林 马拯 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期304-307,共4页
采用炭纤维表面涂层与基体改性方法相结合,对所制的C/C Al2O3梯度功能复合材料界面性能进行了改进。研究了增强相炭纤维与陶瓷相Al2O3的界面结合强度这一关键技术,进行了热学、烧蚀、力学性能测试和微观结构分析。结果表明,添加ZrO2对... 采用炭纤维表面涂层与基体改性方法相结合,对所制的C/C Al2O3梯度功能复合材料界面性能进行了改进。研究了增强相炭纤维与陶瓷相Al2O3的界面结合强度这一关键技术,进行了热学、烧蚀、力学性能测试和微观结构分析。结果表明,添加ZrO2对基体进行改性,使材料的强度提高了39.1%,热导率降低至0.902W/(m·K)(800℃);采用炭纤维表面SiC涂层处理能有效改善复合材料的界面性能,使材料强度提高了3倍,达到约70MPa。 展开更多
关键词 基体改性 Al2O3 梯度功能复合材料 炭纤维 SIC涂层 界面性能 ZrO2 C/C 增强相 界面结合强度
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层状梯度结构SiC颗粒增强铝基复合材料的损伤分析
16
作者 徐永东 柴东朗 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期19-22,38,共5页
通过对不同层深的 Si C颗粒增强复合材料的损伤过程分析发现其损伤过程分为三个阶段 :高速率线性阶段、低速率平缓阶段及损伤加速阶段。
关键词 层状梯度结构:SiC颗粒增强铝基复合材料 损伤:裂纹
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梯度功能压电复合材料球壳的热弹性近似解
17
作者 舒小平 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第A09期3647-3649,共3页
针对梯度功能压电复合材料球壳热弹性响应提出了简单而精确的近似解。借鉴纤维复合材料层合结构的研究方法,将梯度功能压电复合材料球壳沿径向分为若干层,各层视为均匀材料,从而导出力-电-温度多场耦合近似解。只要层数足够大,解将... 针对梯度功能压电复合材料球壳热弹性响应提出了简单而精确的近似解。借鉴纤维复合材料层合结构的研究方法,将梯度功能压电复合材料球壳沿径向分为若干层,各层视为均匀材料,从而导出力-电-温度多场耦合近似解。只要层数足够大,解将收敛于精确解。该方法的另一个优点在于解的方法对材料性能的变化方式(函数)没有要求,具有普适性。这对其它非均匀材料结构的分析具有推广、应用价值。 展开更多
关键词 压电 梯度功能材料 复合材料 球壳 热弹性
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功能梯度石墨烯增强复合材料板的自由振动 被引量:10
18
作者 庞有卿 王爱文 +1 位作者 郝育新 陈鸿燕 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期558-565,I0006,I0007,共10页
基于高阶函数剪切变形板理论,研究了可移动简支边界条件下功能梯度石墨烯增强复合材料板的自由振动。利用修正的Halpin-Tsai模型估计了复合材料的等效杨氏模量。基于Hamilton原理构建其偏微分方程。通过Navier方法计算得到了板的量纲为... 基于高阶函数剪切变形板理论,研究了可移动简支边界条件下功能梯度石墨烯增强复合材料板的自由振动。利用修正的Halpin-Tsai模型估计了复合材料的等效杨氏模量。基于Hamilton原理构建其偏微分方程。通过Navier方法计算得到了板的量纲为一的频率,并与已有成果进行了比较,验证了本文计算模型的优越性。数值计算结果表明:功能梯度石墨烯增强复合材料板的量纲为一的基频受石墨烯小块的分布模式影响很大,随着石墨烯含量的增加而单调增加;固定石墨烯小块的厚度和长宽比,量纲为一的基频随着长厚比的增加而单调增加。 展开更多
关键词 功能梯度 石墨烯增强复合材料 高阶剪切变形理论 自由振动
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功能梯度铁电铁磁复合材料弯曲模态下的磁电效应 被引量:1
19
作者 叶晓芬 徐凯宇 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第24期3442-3446,共5页
基于磁致伸缩相与压电相的本构方程,应用弹性力学的方法,建立了功能梯度铁电铁磁复合材料弯曲模态下的磁电耦合静态力学模型。假设铁电和铁磁材料的物理参数均为沿厚度方向的线性或指数函数,分析计算了由PZT作为铁电材料和CoFe2O4作为... 基于磁致伸缩相与压电相的本构方程,应用弹性力学的方法,建立了功能梯度铁电铁磁复合材料弯曲模态下的磁电耦合静态力学模型。假设铁电和铁磁材料的物理参数均为沿厚度方向的线性或指数函数,分析计算了由PZT作为铁电材料和CoFe2O4作为铁磁材料的双层复合材料的磁电效应。结果表明,在弯曲模态下,磁电电压系数出现两个峰值。负梯度的铁电(或铁磁)材料提高磁电效应,正梯度的铁电(或铁磁)材料降低磁电效应。同号梯度的铁电铁磁材料对磁电效应的影响更大。 展开更多
关键词 多铁材料 功能梯度 铁电铁磁复合材料 弯曲 磁电效应
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功能梯度碳纳米管增强复合材料板弯曲和模态的广义有限差分法 被引量:8
20
作者 李煜冬 傅卓佳 汤卓超 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期414-424,共11页
由复合材料构成的板结构一直以来受到很大关注,其中功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite, FG-CNTRC)具有异常优越的力学性能,使得诸多学者展开了对功能梯度碳纳米管增强复合材料板... 由复合材料构成的板结构一直以来受到很大关注,其中功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite, FG-CNTRC)具有异常优越的力学性能,使得诸多学者展开了对功能梯度碳纳米管增强复合材料板结构力学行为的研究.本文以FG-CNTRC板为研究对象,将一种新型的区域型无网格方法——广义有限差分法应用于求解基于一阶剪切变形的FG-CNTRC板结构的静态线性弯曲和自振模态问题.广义有限差分法(generalized finite difference method, GFDM)基于函数的泰勒展开式和移动最小二乘法将计算区域中任意一子区域中心点处函数值的各阶偏导数表示成该支撑域节点上函数值的线性叠加.该方法不仅无需网格划分和数值积分而且避免了全域无网格配点法通常遇到的病态稠密矩阵问题,使得这类方法具有形式简单、易于应用和实现等优点,目前广泛应用于各种科学和工程计算问题.本文首先介绍了基于一阶剪切变形理论的功能梯度碳纳米管增强复合材料板的广义有限差分法离散模型.随后通过基准算例,检验了广义有限差分法的计算精度与收敛性.最后数值分析和讨论了碳纳米管中不同分布型、体积分数、碳纳米管旋转角度、宽厚比、板倾斜角度和长宽比等对FG-CNTRC板结构弯曲和模态的影响. 展开更多
关键词 广义有限差分法 功能梯度碳纳米管增强复合材料 一阶剪切变形 板弯曲分析 模态分析
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