第一篇：損傷力學介紹

損傷力學介紹

復合材料是由兩種或兩種以上的組分材料所組成的新材料。根據(jù)不同的工程需要，人們可以選取不同的組分材料，采用最適合的復合材料細觀結構，優(yōu)化材料的性能。由于它具有高比強，高比模等許多優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料的性能，在航空航天、建筑、機械、化工、設備等許多領域度得到了愈來愈廣泛的應用。甚至已成為許多高科技領域的支撐材料。復合材料的核心任務是建立復合材料宏觀性能同其組分性能及其細觀結構之間的定量關系，并揭示復合材料結構在一定工況下的響應規(guī)律及其本質(zhì)。為復合材料的優(yōu)化設計、性能評價提供必要的理論依據(jù)及手段。它要揭示不同的材料組合具有不同宏觀性能的內(nèi)在機制。并回答諸如：為什么該種復合材料具有如此高的強度、剛度、斷裂任性等此類問題。同時它主要的研究背景還在于，根據(jù)工程需要選取核實的組分材料，設計最優(yōu)的復合材料結構對于傳統(tǒng)的金屬材料來說，可以針對不同的材料測得其宏觀材料性能，并列表以供使用。而對于復合材料來說，其組分材料、含量、細觀結構等參數(shù)稍有變化將產(chǎn)生具有不同宏觀性能的不同材料，因此，試圖通過實驗測得所有材料組合的性能是不能實現(xiàn)的。從這一角度看，復合材料細觀力學是有明確的工程應用背景，是復合材料發(fā)展的重要理論基礎。

復合材料細觀力學最早期的工作可以認為起源于非均勻介質(zhì)有效性能的預報。可以追溯到19世紀愛因斯坦關于有兩種不同介電性能的電介組成的復合電介質(zhì)的等效介電常數(shù)的預報問題。這類研究的基本問題可歸結如下：盡管研究的材料在細觀和微觀層次上是不均勻的，但總是可以設想存在一有效介質(zhì)，該有效介質(zhì)具有與實際非均勻材料同樣的響應規(guī)律，即具有同樣的宏觀性能。那么，根據(jù)不同的非均勻材料預報它們的等效宏觀性能就成了細觀力學最早期的研究工作。盡管預報多晶金屬材料有效性能也促進了非均勻材料有效性能預報理論的發(fā)展，但客觀地說，則是由于60年代以來先進復合材料的發(fā)展及廣泛應用，人們迫切需要有一個理論來確定兩種或兩種以上材料構成的復合材料如何能達到最好的剛度、熱物理特性等宏觀性能，這些工程在真正的促進了復合材料有效性能預報理論研究的發(fā)展。很多人認為復合材料細觀力學的研究等同于復合材料有效性能的預報。有效性能一般指材料的平均性能，盡管它們也依賴于材料的細觀結構，但對其細觀結構細節(jié)并不太敏感，因此，許多預報復合材料性能的工作僅僅包含了纖維體積含量參數(shù)作為表征材料細觀結構的參數(shù)。由于這實際上未充分考慮材料的細觀特征，雖然預報方法簡單，但是未揭示材料性能和破壞的本質(zhì)。

隨著復合材料的發(fā)展及廣泛應用，人們愈來愈迫切的要求更合理完善的理論來預報復合材料的強度、斷裂韌性等有關性能。復合材料強度的預報比復合材料有效性能的預報要復雜的多。這主要由于復合材料的強度取決于十分復雜的損傷演化過程，包括：基體開裂，界面脫膠及纖維斷裂等許多現(xiàn)象。作為揭示材料細觀損傷演化過程的基礎，Hedgepeth提出的剪滯法模型占據(jù)了十分重要的地位。應用此模型可以分析復合材料內(nèi)部一斷裂纖維周圍的應力分布。因為能夠得到由于部分纖維破壞對其它未斷裂纖維產(chǎn)生的效果，這就可以揭示復合材料損傷演化規(guī)律。剪滯法模型是一簡單的近似模型，后來又有大量針對類似問題的研究工作出現(xiàn)。然而，到目前為止，這種載荷傳遞規(guī)律的研究工作還遠遠不能達到令人滿意的程度。最早建立的復合材料細觀強度模型可以認為是纖維束強度模型。由于纖維強度的統(tǒng)計分散性，纖維束的破壞也涉及到纖維逐次破壞的損傷過程，但是由于存在有未斷裂纖維將平均承擔的外加載荷這一簡單的載荷傳遞規(guī)律，而使得細觀力學分析工作較為簡單。

雖然人們投入了相當大的精力對復合材料損傷破壞規(guī)律及強度、斷裂韌性等性能進行研究，但是遠未達到令人滿意的程度。研究的難點在于復合材料破壞的隨機性和復雜性。為了取得較大進展，應該對經(jīng)典力學的研究方法有所突破。目前復合材料發(fā)展的一個重要趨勢是結構與功能一體化。由于多場的藕合作用給細觀力學建模帶來了較大困難，同時，該領域的發(fā)展又迫切需要材料細觀力學的指導以使得材料的設計及應用水平有所提高。

確定基體開裂應力的僑聯(lián)模型

在裂紋擴展還未達到穩(wěn)定階段，裂紋面上未斷裂的纖維限制了裂紋的張開，從而起到了降低裂紋尖端應力強度因子的贈韌作用。為計算這一階段基體的開裂應力，人們一般采用有效應力強度因子而不能用能量法，因為這種情況下，直接計算應力強度因子比計算由于裂紋擴展而釋放的能量更方便。為了計算機體開裂應力，或有效應力強度因子，一般均采用如下三個步驟。(1)首先必須導出裂紋表面為斷裂的橋聯(lián)纖維承擔的載荷與裂紋張開位移之間定量關系，由于纖維及基體界面會產(chǎn)生滑移，這一關系一般不等同于纖維本身的拉伸—位移曲線。(2)利用已經(jīng)得到的纖維承擔的載荷語裂紋張開位移之間的關系，利用數(shù)值方法迭代求得在某一外載作用下裂紋的張開位移及裂紋面上纖維所承擔的載荷。(3)考慮纖維所承擔的橋聯(lián)載荷。利用斷裂力學方法計算有效應力強度因子及基體開裂臨界應力。

1.纖維承擔的載荷與裂紋張開的關系

考慮復合材料中含有的一裂紋在沿纖維方向的單軸拉伸載荷??作用下

裂紋中的纖維并未斷裂，而是起到了增韌的作用，限制了裂紋的張開。復合材料所受的載荷與纖維及基體承擔的載荷?f及?m之間的關系為

????f?f??m? m

（1）式中，?f及?m分別為纖維及基體的體積含量。由于纖維、基體及復合材料發(fā)生的軸向變形應相同，因此

?f?f??m?m????

（2）

c結合（1）式及（2）式可以得到纖維所承擔的載荷

?f?式中，???f?f?f???m?m?1???

（3）

?m?m

下圖是為計算裂紋表面纖維所承擔的載荷而取出的材料單元。其中，???及???為纖維及基體界面滑移部分的端點，在???面之上及???面以下纖維及基體中應力為遠場力，不因裂紋的存在而改變。并且進一步假設，在滑移部分，纖維與基體界面有一常量摩擦阻力?，其方向與滑移方向相反。由于在???面上纖維承擔的應力由（3）式確定，這樣，在任一位置z處，纖維所承擔的應力為

?f?????f?2?R?

（4）?f式中，R為纖維半徑，?f??R2為纖維橫截面積。纖維所承擔應力在裂紋面上（z?l）,為

T??f?l???f?可以導出，在滑移段纖維的應變分布為

2?l

（5）?f

?f?z??d?f?z?dz??f?f?2?z

（6）R?f式中，?f?z?為z處纖維的位移。這樣，在裂紋面上z?l處，纖維的位移為

?f??f?l???f?fl??R?f l（7）

類似地可以假設圍繞滑移纖維的基體中應力也是呈線性變化的，當 z由0增至l時，機體中應力由遠場平均應力減至0，即

?z?

?m?z???m?1??

（8）

l??因此，基體中應力分布為

?m?z???m?z? 1???

（9）

?m?l?這樣，裂紋表面的基體相對于???面的位移為

?m??m?l??因此，裂紋的張開位移可寫成

u??f??m??ml2?m

（10）

?f?fl??R?fl2??m2?ml

??R?fl2???l2?m?m?1???

（11）

而且，滑移長度l也可以由（11）式確定為

1??222??16?1????f?f?u???R??

l?1??1????

(12)24?1????f??????R??????將式（12）代入（5）式得到裂紋表面纖維施加的橋聯(lián)載荷同裂紋張開位移u之間的關系

1??222??16?1????f?f?u?????

p?T?f?1??1????

(13)

222?1????????R??????為了方便，可以將(13)是寫成無量綱形式

1??241??u?????1?

（14）p??

???1?????2?1??????2u0????2??R式中，u0?

（15）24?1????f?f?

方程（14）式可以退化到穩(wěn)態(tài)基體開裂，當p??時，u?u0，這是穩(wěn)態(tài)開裂的解

?4?1????f??u0?

???p?? ?

（16）

R????2f12因此，這種情況下得到的穩(wěn)態(tài)開裂應力為一下限值。

9140A2003 衛(wèi)星結構與機構技術

2007.5.12 研究目的：面向未來大型航天器以及微小型航天器不同需求，發(fā)展自主知識產(chǎn)權新材料的空間應用，以此發(fā)展大尺度、超輕、高比強度、高比剛度的新型結構與機構技術

9140A200301 新材料的空間應用技術

一 ．概述：先進材料桔樹是指新出現(xiàn)和正在發(fā)展的，具有優(yōu)異特性和功能的，能滿足武器裝備需要的新材料技術。它是涉及材料的組成與結構、制備與加工技術、材料性質(zhì)及服役性能兼相互關系的知識開發(fā)及應用的科學與工程技術。

先進材料技術的國防科學技術，國防力量的增強和國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要推動作用。在現(xiàn)代社會中，新材料已經(jīng)成為各工程領域的共性關鍵技術之一，是高技術的重要組成部分，也是最重要的發(fā)展最快的科學之一。先進材料技術是發(fā)展武器裝備的物質(zhì)基礎和技術先導，是決定武器裝備性能的重要因素，也是拓展武器裝備新的功能和降低武器裝備服役期費用，爭取和保持武器裝備競爭優(yōu)勢的源動力。

新型武器裝備的發(fā)展起源對軍用材料技術的基礎研究提出的迫切要求：（1）．武器裝備的高性能比要求關鍵材料的高性能、高可靠性、低成本方向加快發(fā)展，其中較為迫切的是：航空發(fā)動機長時間使用的高溫合金，適應武器裝備輕質(zhì)比要求的輕質(zhì)結構材料，具有強浸蝕與爆破后控制功能的戰(zhàn)斗空中材料，具有承載/透波、吸波、防熱、抗輻射等多功能的結構功能一體化材料，滿足電子對抗要求的信息功能材料等開展服役環(huán)境下材料的基礎性研究是解決制約這類材料發(fā)展與應用的突破口，將直接支撐先進材料技術的預先研究。

（2）．基礎性研究是科學技術的源頭，提高材料技術研究水平與制備能力，取得具有原創(chuàng)力和自主知識產(chǎn)權的科學技術成果，必須立足于基礎性研究。如材料設計理論與設計方法研究，材料制備新原理與新方法研究，材料測試與表征新原理與新方法研究，新概念材料研究等，是促進軍用材料與技術的原始創(chuàng)造和提升材料應用研究性的重要保障。

先進材料技術基礎的重要進展往往直接導致新一代軍用材料的產(chǎn)生，并對武器裝備技術的突破產(chǎn)生重大影響。武器裝備預演基金中先進材料技術領域的基本任務是以先進材料技術軍事應用為目的，開展材料的新概念、新原理、新方法、新技術的基礎性和前瞻性研究，為軍用先進材料技術的發(fā)展提供科學理論依據(jù)和知識儲備。

二 ．國內(nèi)外研究情況

現(xiàn)代高技術的飛速發(fā)展為新型武器系統(tǒng)的研制和現(xiàn)有武器裝備及提供更高性能的先進材料技術帶來了新的機遇。發(fā)展同和先進的基礎工業(yè)水平為武器裝備用先進材料的研制生產(chǎn)提供了保障。此外，發(fā)達國家還不斷強化材料技術對先進武器裝備的物質(zhì)基礎作用和技術先導作用，其地位不斷提升。通過實施國家級研究計劃，發(fā)達國家正在大力推進先進材料技術的新一輪升級，以最大限度的提升材料的高性能以支撐武器裝備的高性能和高功能。美國國防部制定的面向21世紀的國防科技戰(zhàn)略規(guī)劃體系中，把材料與工業(yè)技術定為4個具有較高優(yōu)先發(fā)展的領域之一。美國國家自然科學基金委員會針對美國21世紀國防材料需求設立了專項，重點開展與未來武器系統(tǒng)相關的材料基礎研究。

發(fā)達國家先進材料技術基礎研究的發(fā)展趨勢具有一下突出特點：（1）．復合化：通過微觀、細觀和宏觀層次的復合大幅度提高材料的綜合性能，復合材料技術是當今先進材料技術中發(fā)展最迅速的領域之一；（2）．多功能化：通過材料的純凈化、均勻化、超細化等精細控制，大幅度提高材料的強度、模量、韌性及其它物理和化學性能，為提高武器裝備的性能提供基礎；（3）．低成本化：通過節(jié)能，采用廉價源材料，改進材料制備和加工技術，提高成品率和材料利用率等方法降低材料制備 加工 及應用成本；同時材料技術的發(fā)展還使武器裝備的壽命不斷提高，維修費用不斷降低，從兒降低武器裝備的全壽命周期費用。低成本技術在材料領域是一項高技術含量的技術，對武器裝備的研制和生產(chǎn)具有越來越重要的作用。

先進材料技術的基礎研究在我國受到高度重視，如總裝備部設立的國家安全重大基礎研究計劃（國防‘973‘計劃），對具用重大軍事需求的關鍵材料開展前瞻性與基礎性技術研究，并且如重點基金，一般基金和相關實驗室基金等不同層面的先進材料前瞻性和基礎性研究。國家科技部的國家重點基礎性計劃（國家“973”計劃）專門設立了材料技術領域，重點支持面向國民經(jīng)濟材料要求的前瞻性研究。國家自然基金委工程與材料學部重點支持材料的基礎理論研究等。

在上述計劃的支持下開展針對輕質(zhì)結構材料，樹脂基復合材料，超級高溫結構材料，結構功能一體化材料以及電子信息材料等方向的基礎研究對提高我國武器裝備，研制水平起到了重要的推進作用，同時也促進了這些材料新技術的應用。經(jīng)過半個世紀的努力，我國軍用先進材料技術領域已經(jīng)具有了一定的基礎和水平，縮短了與國際先進水平的差距，部分領域已進入國際先進行列。但我國軍用先進材料技術與國外整體水平還有較大差距，主要差距表現(xiàn)在：（1）．對未來高新武器裝備發(fā)展至關重要的關鍵新材料的基礎研究薄弱。對高性能輕質(zhì)結構材料、高溫結構材料、樹脂基復合材料透波、燒蝕等結構功能一體化材料，電子信息功能材料等關鍵材料的基礎研究不足，影響了這些材料在武器裝備的應用。（2）．基于微觀層次的材料設計理論和方法的基礎較薄弱。目前新材料研究以跟蹤研究為主，作用原創(chuàng)性基礎理論研究不足，新材料設計方向主要采用傳統(tǒng)的“試錯法”。尚未達到基于微觀層次的科學的材料的設計階段，急需要開展材料優(yōu)化設計理論和方法的研究。

(3)．對關鍵新材料在服役環(huán)境下的性能表征和評價方法基礎研究不足。在武器裝備超常環(huán)境下使用的一些關鍵新材料缺少有效的性能表征和評價方法，已經(jīng)成為新一代裝備發(fā)展的必須。

(4)．新材料合成制備方法和新技術儲備不足，先進材料技術對合成與制備過程的控制依賴性很強，我國軍用材料合成與制備新方法的發(fā)展主要處于跟蹤和模仿，新技術的創(chuàng)新與突破不多，迫切需要用材料合成與制備新理論和新方法支撐新材料的研制與開發(fā)能力的提高。

(5)．軍用新材料的探索研究需要加強?；A學科，如物理、化學生、物等學科研究的突破，往往成為新材料技術產(chǎn)生的源頭。緊密結合國內(nèi)外基礎學科的研究成果，探索和發(fā)明具有軍事用途的新材料與新技術，是先進材料原始創(chuàng)造的重要途徑。

功能梯度材料裂紋擴展研究

2007.6.15 隨著航天、航空等高新技術領域?qū)Σ牧弦蟮闹鸩教岣撸δ芴荻炔牧想S之產(chǎn)生。因其獨特性能，在工程中得到了十分廣闊的應用。深入研究功能梯度材料的力學行為，特別是載荷作用下的斷裂力學行為對于功能梯度材料的實際設計、制造以及工程應用都有著十分重要的意義。

為了適應航空航天等高新技術領域?qū)Σ牧咸岢龅目量桃螅?984年日本材料科學家率先了提出功能梯度材料的概念。功能梯度材料的出現(xiàn)與發(fā)展，逐漸受到國際學者的關注。1990年到1996年，國際功能梯度材料顧問委員會分別在日本、美國、瑞典等國家舉行了四屆功能梯度材料國際會議。近幾年來，美國、俄羅斯、德國、英國、瑞士、芬蘭及烏克蘭等國家也都相繼在不同的應用領域開展了功能梯度材料的研究工作。近年來我國也認識到開發(fā)研究功能梯度材料的重要性。

隨著功能梯度材料的發(fā)展，其用途已由原來的航天工業(yè)擴大到核能源、電子、光學、化學和生物醫(yī)學等領域，其組成也由金屬－陶瓷發(fā)展為金屬－合金、非金屬－金屬、非金屬－陶瓷等多種組合，應用前景十分廣闊。

由于功能梯度材料的多方面的良好性能，其理論研究倍受人們關注。對于力學工作者，其破壞性能尤為受到關注。功能梯度材料的材料物性參數(shù)是空間坐標的連續(xù)函數(shù)，并且該函數(shù)一般是可導的。因而，其裂紋尖端的應力奇異性長期以來一直受到人們關注。

由于數(shù)學處理上的困難，目前所分析的大多數(shù)功能梯度材料靜態(tài)裂紋問題一般都假設材料是各向同性彈性體，只有極少數(shù)文獻涉及到各向異性功能梯度材料的裂紋問題。Ozturk和Erdogan采用指數(shù)函數(shù)的材料梯度分布形式，應用奇異積分方程技術，研究了正交各向異性功能梯度材料I型平面裂紋問題。對于更一般的各向異性材料梯度分布形式，求解將更加困難。

目前，只有少量文獻涉及到在機械沖擊載荷下功能梯度材料的動態(tài)斷裂問題，且限于問題的復雜性，這些文獻基本上都局限于功能梯度材料的III型裂紋問題(反平面剪切或扭轉)。王保林等對非均勻復合材料反平面裂紋問題進行了研究，他們的求解策略為：將非均勻材料沿厚度方向劃分為許多均勻材料單層，利用Laplace變換及Fourier變換求解各單層的運動方程，再利用剛度矩陣法表達界面應力與界面位錯密度函數(shù)的關系，推出控制問題的奇異積分方程，最后利用虛位移原理得出裂紋尖端的動態(tài)應力強度因子。Babaei等研究了功能梯度材料過渡層中裂紋的反平面剪切沖擊響應問題，結果顯示：動態(tài)應力強度因子與裂紋自身長度、裂紋與上下均勻材料之間的距離和材料特性等多種因素有關。李春雨等研究了無限大非均勻材料的單裂紋反平面剪切和扭轉沖擊響應問題。

由于采用解析途徑分析功能梯度材料時常常要作較強的假定：例如裂紋處于無限大體；材料梯度分布形式為某些特殊函數(shù)；裂紋的取向平行或垂直于幾何邊界；材料變形為彈性變形等。為了計算更普遍的功能梯度材料，人們不得不借助數(shù)值方法。

有限元方法理論成熟、技術完善，它已成為計算力學中解決工程問題的主要計算方法。雖然如此，在用拉格朗日方法求解金屬沖壓成型、高速撞擊、裂紋動態(tài)擴展等涉及大變形的問題時，有限元網(wǎng)格可能會產(chǎn)生嚴重的扭曲，不僅需要重新劃分網(wǎng)格，而且也嚴中的影響了計算的精度；對于裂紋的動態(tài)擴展問題，由于裂紋的擴展方向不能事先確定，因而在計算過程中需要不斷地重新劃分網(wǎng)格以模擬裂紋的動態(tài)擴展過程；有限元近似基于網(wǎng)格，因此必然難于處理與原始網(wǎng)格不一致的不連續(xù)性和大變形；復雜的三維結構的有限元網(wǎng)格的生成也是極具挑戰(zhàn)性的問題。鑒于有限元的這些缺點，一種基于點的近似，可以徹底或部分消除網(wǎng)格的方法——無網(wǎng)格法近幾年倍受人們關注。

Nayroles等人于1992年將移動最小二乘近似(moving least square,MLS)引入Galerkin法中，提出了漫射元法(diffuse element method,DEM)。Belytschko等對DEM進行了改進，在計算形函數(shù)導數(shù)時保留了被Nayroles忽略的所有項，并利用拉格朗日乘子法引入本質(zhì)邊界條件。提出了無單元Galerkin法(the element-free galerkin method,EFGM)，掀起了無網(wǎng)格法的研究高潮。這類方法雖然計算費用高，但具有較好的穩(wěn)定性。Belyschko等給出了EFGM的誤差估計，對EFGM方法中的數(shù)值積分方案以及近似函數(shù)的計算方法進行了深入研究。并將EFGM方法用于動態(tài)裂紋擴展的模擬?？朔擞邢拊椒ㄔ谀M裂紋擴展時需要不斷進行網(wǎng)格重新劃分的缺點。Belytschko和Hegen等將EFGM方法和有限元耦合發(fā)揮各自的優(yōu)勢。陳建等采用EFGM法計算含有邊沿裂紋功能梯度材料的應力強度因子。Babuska和Melenk等]將單位分解有限元法（partition of unity finite element method,PUFEM）和廣義有限元法。用該方法求解動態(tài)裂紋擴展問題時，可以處理任意裂紋形狀，并且不需要重新劃分網(wǎng)格。

電子封裝技術進展

2007.10.12 電子封裝是連接半導體芯片和電子系統(tǒng)的一道橋梁，隨著半導體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展及其向各行業(yè)的迅速滲透，電子封裝已經(jīng)逐步成為實現(xiàn)半導體芯片功能的一個瓶頸，電子封裝因此在近二三十年內(nèi)或得了巨大的發(fā)展，并已經(jīng)取得了長足的進步。今天的電子封裝不但要提供芯片保護，同時還要在一定的成本滿足不但增加的性能、可靠性、散熱、功率分配等功能。電子封裝的設計和制造對系統(tǒng)應用正變得越來越重要，電子封裝的設計和制造從一開始就需要從系統(tǒng)入手以獲得最佳的性能價格比。

一般說來,電子封裝對半導體集成電路和器件有四個功能,即:為半導體芯片提供機械支撐和環(huán)境保護;接通半導體芯片的電流通路;提供信號的輸入和輸出通路;提供熱通路,散逸半導體芯片產(chǎn)生的熱?？梢哉f,電子封裝直接影響著集成電路和器件的電、熱、光和機械性能,還影響其可靠性和成本,同時,電子封裝對系統(tǒng)的小型化常起著關鍵作用。因此,集成電路和器件要求電子封裝具有優(yōu)良的電性能、熱性能、機械性能和光學性能,同時必須具有高的可靠性和低的成本。

在封裝、組裝業(yè)高速發(fā)展的背景下，以下幾點尤為引人注目：底層填料，高密度基板，導電膠，無鉛焊接。

底層填料可以增加焊點的熱疲勞壽命、抵抗機械應力、振動、沖擊等的能力。底層填料主要分為流動型和無流動型。流動型通過毛細管現(xiàn)象將底層填料吸入到芯片和基本之間的空隙之中，然后使用熱或光進行固化。從材料角度要求其熱膨脹系數(shù)盡可能與焊點材料相近，玻璃化轉變溫度高、楊式模量大、離子雜質(zhì)少、防潮性好、與芯片、鈍化層材料、基板材料、阻焊材料等具有良好的粘和強度；從工藝角度來看，要求填充速度快、具有充小空隙的能力、固化時間短，固化后無填料不均勻沉淀等。無流動型底層填料，在回流過程中焊接和固化過程一次完成。由于工藝過程比流動型的底層填料要簡單得多，因而可以大大降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率。

無論是流動型還是無流動型的底層焊料，一經(jīng)固化，期間一般無法返修，這一特性從某種程度上限制了底層填料在產(chǎn)業(yè)的應用。近年來在可返修底層填料方面已經(jīng)取得了很好的進展，現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出在化學可返修、熱學可返修、熱塑性底層填料等樣品。預期相應產(chǎn)品在短期內(nèi)回逐步走向市場。

由于現(xiàn)有基板制備技術已經(jīng)無法滿足技術需求，高密度基板技術應運而生。高密度基板的典型要求如下：

線寬/線距，75/75微米 焊盤尺寸，150-200微米 微通孔尺寸，200微米

在通孔方面，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展出激光鉆孔、光掩模腐蝕等通孔技術，且這三種技術都獲得了一定程度的產(chǎn)業(yè)應用。

目前高密度基板技術在數(shù)字攝像機、通訊和計算機領域已獲得了相當程度的應用，且應用范圍正不斷擴大。與此同時為進一步提高系統(tǒng)的密度，將被動元器件集成于基板制造過程中的技術也已經(jīng)步入研究開發(fā)階段，在不久的將來有望在一定的范圍內(nèi)獲得應用。

導電膠焊接由于具有一系列的優(yōu)點和成本低廉、焊接溫度低、不含鉛、可以實現(xiàn)很小的引腳間距等，因而近二十年一直頗受關注，并且導電膠焊料在某些領域已獲得了很好的運用。在無鉛化方面，導電膠至少是共晶錫鉛的一個可能的替代方案。隨著器件的引腳間距得不斷減小，導電膠仍將是錫鉛焊接材料的一個強有力的競爭者。

無鉛焊料：由于PbSn共晶焊料中含有有害健康和環(huán)境的鉛元素，隨著環(huán)保意識的不斷增強及市場競爭的不斷加劇，無鉛焊接已經(jīng)成為一個必然的趨勢。但現(xiàn)在無鉛焊接仍存在下列三大類問題：

價格、性能：到目前為止，已有很多無鉛焊料體系得到了充分的研究，但從性價比方面仍然沒有任何材料可以和傳統(tǒng)錫鉛共晶焊料相比。

助焊劑：現(xiàn)有助焊劑種類很多，但幾乎所有體系都是按照錫鉛共晶焊料設計并優(yōu)化的。新的焊料體系對助焊劑必定會提出新的要求。同時今后無鉛焊料很可能出現(xiàn)多種焊料體系共存的局面，這更加大了助焊劑開發(fā)的難度。

元器件、基板、焊接設備：由于無鉛焊料體系必然會與共晶錫鉛材料的熔點不同。焊接溫度不同對器件的抵抗熱應力和防潮性能的要求必然不同；同時焊接設備也會產(chǎn)生一定的影響。

關于無鉛焊點的應力應變分析，所以首先要考慮的是焊料的選取?，F(xiàn)階段金屬無鉛焊料主要是以錫為基礎，添加銀、銅、鉍、鋅、銦等第二金屬元素組成的合金，并通過微量添加第三、第四種金屬元素來調(diào)整其熔點和力學物理性能，表1給出了錫基二元合金焊料的優(yōu)缺點。就使用溫度來看，無鉛焊料可以分為三類：高溫錫–銀（銅）系；中溫錫–鋅系；低溫錫–鉍系。

衛(wèi)星自主導航及姿態(tài)確定技術研究

2007.11.2

浩瀚星空，星羅棋布，無邊無際的太空自古至今都吸引這人類，1957年10月4日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了人類第一顆人造地球衛(wèi)星，開辟了人類進入空間時代的新紀元，標志著航天技術取得了劃時代的成果。近半個世紀以來，航天技術取得了前所未有的巨大成就，同時也成功的在社會生活、國民經(jīng)濟、科學技術、國防建設等各個領域為人類來帶來了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。當今世界，航天技術已是一個國家綜合國力及科學技術發(fā)展的重要標志，也是保衛(wèi)國家安全必不可少的工具，世界各軍事大國都把發(fā)展航天技術放在重要位置。

現(xiàn)代航天技術的發(fā)展，對導航與姿態(tài)系統(tǒng)的精度、可靠性等提出了越來越高的要求，同時，衛(wèi)星微小型化技術和小衛(wèi)星應用技術的發(fā)展，要求導航與姿態(tài)系統(tǒng)一體化、低成本化。為了準確、可靠地對航天器進行預定或既定航跡的導航與制導，必須為整個系統(tǒng)提供足夠精確和可靠的全部導航及姿態(tài)參數(shù)信息，因此，精度和可靠性是衡量一個導航與姿態(tài)系統(tǒng)的重要準則。在過去的幾十年中，僅僅依靠某單一傳感器的導航與姿態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能滿足當前用戶多方面的需求，而以將多種類型的傳感器進行優(yōu)化配置、性能互補的組合導航與姿態(tài)系統(tǒng)模式逐步成為現(xiàn)代航天技術發(fā)展的必然趨勢。

隨著航天技術及其應用的迅速發(fā)展，我國以陸海測控為主的衛(wèi)星在未來面臨著非常嚴峻的挑戰(zhàn)：（1）現(xiàn)代航天應用技術的發(fā)展，使空間運行的人造地球衛(wèi)星數(shù)量大大增加，信息傳輸量急劇增加，完全依靠地面站測控，會引起測控系統(tǒng)的信息阻塞和地面站負擔過重。據(jù)統(tǒng)計，目前每天來自地球應用衛(wèi)星的各種數(shù)據(jù)約為1015，這種迅速增加的數(shù)據(jù)使得地面測控站的負擔越來越重，出錯的概率和測控成本也因此上漲；（2）對于軍事應用，未來衛(wèi)星尤其是軍事偵察衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星，由于過于依賴地面站的監(jiān)控，其在戰(zhàn)爭狀態(tài)下的安全性令人擔憂。一旦地面測控系統(tǒng)遭受攻擊，整個天基系統(tǒng)將陷入癱瘓，很難維持正常的信息獲取和分發(fā)，完全失去空間優(yōu)勢；（3）對于民用衛(wèi)星，我國地面站較少，隨著衛(wèi)星數(shù)目的不斷增加，數(shù)量和種類有限的地面站不能滿足衛(wèi)星導航的要求，而增設新的地面站需要更多的人力、物力和財力，這將大大增加衛(wèi)星的運營成本。（4）隨著我國神舟六號載人飛船的成功發(fā)射，“嫦娥工程”的全面啟動，地面站的跟蹤不能完全滿足遠距離載人航天器和深空探測的導航精度與可靠性要求，宇航員和探測器不依賴地面測控站自主確定其位置的能力是非常必要的；（5）由于受到地理條件的限制，對于中低軌道衛(wèi)星，我國地面站存在著測控弧段很短和測量目標較多的難處，而我國不可能像美國那樣可以全球布點建設，所以難以實現(xiàn)整個軌道的定位導航和姿態(tài)確定。

由此可見，衛(wèi)星自主運行是提高衛(wèi)星任務應用效益和提高衛(wèi)星在軌運營管理效率的重要方面。衛(wèi)星自主運行是指在不依賴地面設施的條件下，在軌完成飛行任務所要求的功能及其操作。衛(wèi)星要實現(xiàn)自主運行，首先要求實現(xiàn)自主導航技術。衛(wèi)星自主導航即僅依靠星載設備和技術實時在軌地為衛(wèi)星提供精確的軌道與姿態(tài)參數(shù)。實現(xiàn)衛(wèi)星自主導航，將為衛(wèi)星帶來巨大的優(yōu)勢：（1）地面操作人員只需定期檢查衛(wèi)星工作狀態(tài)，免除了復雜的導航計算任務，從而極大地降低了對于人力和地面設施的要求，也降低了航天計劃的成本；（2）在戰(zhàn)時，地面系統(tǒng)可能遭到敵方的破壞，而實現(xiàn)衛(wèi)星自主導航使其在與地面通信聯(lián)絡完全中斷的情況下，仍能夠完成軌道確定、軌道保持等日常功能；（3）降低了衛(wèi)星運行對地面站的依賴作用，提高了生存能力，即使出現(xiàn)地面跟蹤測量在一段時間內(nèi)被迫中斷的惡劣情況，仍可保持飛行任務的連續(xù)性。（4）實現(xiàn)自主導航可以擴大航天器在空間的應用潛力，比如載人航天、深空探測、衛(wèi)星星座和編隊飛行等新技術的發(fā)展都需要以自主導航作為其前提條件之一。（5）鑒于我國地理條件的復雜性和特殊性，自主導航緩解了因國土資源限制造成地面站布控困難，實現(xiàn)衛(wèi)星在不能測控的軌道弧段仍可自主運行。

所以，衛(wèi)星自主導航技術無論是在軍用還是在民用中都具有十分廣闊的發(fā)展前景和重要作用，具有非常重要的理論意義及工程應用價值。這一工作不僅為提高衛(wèi)星系統(tǒng)的精度和可靠性等能提供技術基礎，而且為改進和推動衛(wèi)星系統(tǒng)各方面性能和應用水平提供理論依據(jù)，使衛(wèi)星具有較強的自主運行、自主管理和在軌生存能力，是未來衛(wèi)星技術發(fā)展的一種必然趨勢。

通過本次報告，我對衛(wèi)星自主導航等內(nèi)容從概念到理論到實踐方案等內(nèi)容都有了深刻的了解。

心得體會

第二篇：巖石力學課程介紹

《巖石力學》課程介紹

該課程為學科基礎課程，適應專業(yè)有土木工程專業(yè)、水利水電工程專業(yè)；課程性質(zhì)為選修

課程主要學習巖體的基本物理力學性質(zhì)及測定方法，工程巖體在外荷作用下內(nèi)應力的變化和表現(xiàn)出的性質(zhì)及應力狀態(tài)、應變狀態(tài)以及對工程的影響，并用以解決工程問題和對工程進行可靠性評價。

本課程研究內(nèi)容：介紹基本原理和試驗方法以及與工程建設密切相關的巖基、巖坡、地下洞室等問題，著重于基礎知識。

學習該課程的目的：

掌握工程巖體在外荷載作用下的內(nèi)應力的變化和表現(xiàn)出的各種性質(zhì)以及應力狀態(tài)、應變狀態(tài)對工程的影響，掌握巖體的基本力學性質(zhì)及其測定方法，并用以解決工程問題和對工程進行可靠性評價。

學習本課程后應具備的能力：

1、能夠運用巖石的物理性質(zhì)和巖體結構狀態(tài)對巖石（體）分類，估算無支護條件下的洞壁最長穩(wěn)定時間。

2、能夠進行巖體力學性質(zhì)的室內(nèi)外實驗和資料分析。

3、對巖體應力狀態(tài)、變形狀態(tài)和破壞條件進行全面分析和評價。

4、能夠計算山巖壓力，評價巖體穩(wěn)定性，并進行噴錨支護設計。

5、掌握有壓隧洞圍巖和襯砌的應力計算和有壓隧洞圍巖最小覆蓋層厚度計算。

6、初步掌握巖坡的加固方法。

學分與學時

學分為2分.學時為32學時。

建議先修課程

土力學與地基基礎、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、材料力學、彈性力學。

推薦教材或參考書目

推薦教材：

（1）《巖石力學》（第三版）第11次印刷 徐志英主編.中國水利水電出版社.1993年

參考書目：

（2）《巖體力學》（第一版）第1次印刷.沈明榮、陳建峰主編.同濟大學出版社.2006年。

（3）《巖體力學》（第一版）第1次印刷 羅固原等編.重慶大學出版社.2002年。

第三篇：建筑力學課程介紹

建筑力學課程介紹

《建筑力學》是廣播電視大學建筑施工與管理專業(yè)學生必修的技術基礎課。它以高等數(shù)學、物理學為基礎，通過本課程的學習，培養(yǎng)學生具有初步對建筑工程問題的簡化能力，一定的力學分析與計算能力，是學習有關后繼課程和從事專業(yè)技術工作的基礎。

通過學習本課程，培養(yǎng)學生具有一般結構受力分析的基本能力；熟練掌握靜力學的基本知識；掌握靜定結構的內(nèi)力和位移計算；掌握基本桿件的強度、剛度、穩(wěn)定性計算；基本掌握簡單超靜定結構的內(nèi)力的計算；通過觀察，了解力學實驗的基本過程。

課程的教學基本要求

（一）知識要求

本課程在教學實施過程中應從本專業(yè)的培養(yǎng)目標、特點及學生的實際情況出發(fā)，對基本力學原理和理論的講授以實際應用和后續(xù)專業(yè)課程的要求為目的，教學內(nèi)容以必需夠用為度，講授結構的計算簡圖、結構的幾何組成、靜力學基礎等基本知識，重點講授常用桿件及靜定結構的內(nèi)力分析和計算、內(nèi)力圖的繪制方法、應力分析和強度計算、位移分析和剛度計算，講授桿件的穩(wěn)定性計算、簡單超靜定結構的內(nèi)力計算、內(nèi)力圖的繪制方法。

（二）能力要求

1．了解結構的計算簡圖、幾何組成等基礎知識；

2．熟練掌握靜力學的基本知識和運算；

3．掌握靜定結構的內(nèi)力和位移計算；

4．掌握基本桿件的強度、剛度計算；

5．了解桿件穩(wěn)定性計算的基本概念；

6．基本掌握簡單超靜定結構的內(nèi)力的計算；

7．了解力學實驗的基本過程。

本課程的重點是：靜力學基本知識、軸向拉伸和壓縮、梁的彎曲、靜定結構的內(nèi)力分析及簡單超靜定結構解法等內(nèi)容。要求學生能靈活運用物體的平衡條件，熟練掌握截面法等力學基本方法，發(fā)揮開放學生自學優(yōu)勢，充分利用多種媒體資源。本著教師精講、學生多練的原則，力求多做課外習題，對重點和難點內(nèi)容加深理解，對計算方法逐步鞏固。

本課程為5學分，課內(nèi)學時90，其中：實驗4學時。開設一學期。

本課程的主要教學內(nèi)容有：緒論，靜力學基本知識，靜定結構基本知識，靜定結構內(nèi)力計算，桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性計算，靜定結構位移計算，超靜定結構內(nèi)力計算。

第四篇：工程力學(錢學森力學班)介紹

工程力學（錢學森力學班）介紹

? 概述

自2009年起，清華大學航天航空學院工程力學系“錢學森力學班”開始面向全國招生。錢學森先生是全球華人中近代最有影響的學術大師之一，是近代力學和航天事業(yè)的奠基人，是清華大學工程力學系的前身—“工程力學研究班”的創(chuàng)辦者。

? 培養(yǎng)目標

探索高質(zhì)量人才的國際化創(chuàng)新培養(yǎng)模式，建立高水平的國際化培養(yǎng)體系，設立專門的課程系統(tǒng)，采取因材施教的個性化教學方式，營造熱愛科學的學術氛圍，激發(fā)學生的學習興趣，厚植學生的數(shù)學力學基礎，強化學生的創(chuàng)造力，力求使之具備成為力學頂尖人才或相關科學技術領域領軍人才的潛力。

? 歷史與現(xiàn)狀

清華大學工程力學系創(chuàng)立于1958年。在半個世紀的發(fā)展歷程中，以錢學森為代表的一大批著名學者，如錢偉長、張維、杜慶華、黃克智、過增元、楊衛(wèi)等院士為清華力學的發(fā)展付出了他們的努力與睿智，奠定了清華力學發(fā)展的堅實基礎，使清華力學成為全國力學學科的一面旗幟，并在歷次高校力學學科評比中一直位居全國第一。

清華大學工程力學系具有一流的師資，現(xiàn)有中國科學院、工程院院士4名，博士生導師30名，“長江學者特聘教授”5名，杰出青年基金獲得者7名，國家級教學名師1名。為國家培養(yǎng)了一大批杰出人才，已有12位畢業(yè)生成為院士。自1999年教育部設立全國百篇優(yōu)秀博士論文獎以來，本學科有10篇論文獲獎，約占全國力學獲獎篇數(shù)的一半。

工程力學系教學和人才培養(yǎng)一直位居清華大學前列，在全校綜合教學評估中多次排名第一，“固體力學重點學科建設與高水平博士生規(guī)模培養(yǎng)”項目獲得國家級教學成果特等獎，“理論力學”、“材料力學”、“彈性力學”、“流體力學”等骨干課程均為國家級精品課。

清華力學學科不僅在全國高校排名第一，在國際上也有重要影響，尤其是固體力學團隊近十年來在多項重要指標上已經(jīng)躋身世界前十，成為人才濟濟、碩果累累的人才培養(yǎng)核心基地。已有一大批畢業(yè)生去哈佛大學、劍橋大學、麻省理工學院、斯坦福大學、普林斯頓大學等歐美名校繼續(xù)深造，后在世界一流大學擔任教授，或在微軟、通用、殼牌等國際著名工業(yè)集團擔當主管。

? 廣闊的空間和全新的舞臺

力學一直肩負著我國經(jīng)濟建設、國家安全和社會可持續(xù)發(fā)展的重要使命，特別是在空天、能源、交通、環(huán)境、海洋等領域做出了許多基礎性、戰(zhàn)略性、前瞻性的重大創(chuàng)新貢獻。在“兩彈一星”、“嫦娥探月”、“載人航天”等重大科技工程中有一大批以力學為深厚背景的杰出科學家，如錢學森院士、錢偉長院士、王永志院士（清華大學航天航空學院院長、中國載人航天工程總設計師、國家最高科學獎獲得者），楊衛(wèi)院士（現(xiàn)浙江大學校長）等，另外僅在清華大學就有眾多因堅實寬廣的力學基礎而在其他工程領域取得卓越成就的院士和學科帶頭人，如摩擦學的溫詩鑄院士、水利學的張楚漢院士、土木工程的袁駟教授、機械工程的曾攀教授等等。力學除在傳統(tǒng)工程科學領域繼續(xù)發(fā)揮著重大作用外，還與生命科學、信息科學、納米科技、經(jīng)濟學等學科相互融合，催生了一大批新興交叉學科。

面對國家戰(zhàn)略需求和世界科學前沿，面向重大科技工程和交叉學科的挑戰(zhàn)，“錢學森力學班”的學生具有廣闊的發(fā)展空間和全新的施展才華的舞臺。

? 全新的培養(yǎng)模式

1.實行本、碩、博貫通培養(yǎng)，絕大部分學生本科畢業(yè)后直接攻讀博士學位； 2.實行流動制和多院系協(xié)同培養(yǎng)制度：從清華土木、水利、機械、精儀、熱能、汽車等相關院系選拔優(yōu)秀學生進入本班學習，三年級后根據(jù)志向多向選擇專業(yè)；

3.建立高水平的國際化培養(yǎng)體系，選送部分優(yōu)秀學生與國際名校交換學習； 4.配備最優(yōu)秀師資隊伍，聘請著名學者和國際力學大師授課； 5.實行小班授課和導師制，為每位學生配備指導教師；

6.因材施教：設計個性化培養(yǎng)方案，以提供學生自主選擇的空間；采取個性化教學模式，以激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生科研上的巨大潛力，造就學生優(yōu)秀的學術素養(yǎng)；

7.設立專門的課程體系，以打造厚實的數(shù)理和力學基礎，養(yǎng)成創(chuàng)新性思維素質(zhì)；增加跨學科課程設置，以擴展學生的選課范圍，拓寬學生的跨學科視野；設立專題研究課程，以引導學生及早進入感興趣的科研領域；推動專題研究小組交流和班級學術交流，以培養(yǎng)學生的探索與創(chuàng)新精神。

我們相信，通過“錢學森力學班”的培養(yǎng)，你們必將根深葉茂，具有可與國際頂尖大學學生比擬的競爭力和長遠發(fā)展?jié)摿Α?/p>

第五篇：治療脊髓損傷最佳方法介紹（精選）

“治療脊髓損傷最佳方法介紹”

什么是靶向性細胞再生療法？靶向性細胞再生療法是20世紀末神經(jīng)生物學領域最重要的進展之一,因其具備自我更新和多分化潛能的兩個基本特性以及遷移功能和良好的組織融合性的優(yōu)點,而成為細胞治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病良好的移植材料,為脊髓損傷的治療提供了新的方法。

脊髓損傷一般是怎么造成的呢？脊柱脊髓損傷常發(fā)生于工礦、交通事故，戰(zhàn)時和自然災害時可成批發(fā)生。傷情嚴重復雜，多發(fā)傷，復合傷較多，并發(fā)癥多，合并脊髓損傷時預后差，甚至造成終生殘廢或危及生命。

靶向性細胞再生療法是如何治療脊髓損傷的呢？脊髓神經(jīng)元細胞屬于“終末”細胞，幾乎不可自我修復，因此各種傳統(tǒng)治療手段，對于神經(jīng)損傷性疾病的治療效果都不能讓人滿意。靶向性細胞再生療法在臨床上的應用打破了這一現(xiàn)狀。脊髓損傷后移植的細胞能向損傷處遷移、存活和增殖，分化為神經(jīng)元或星形膠質(zhì)細胞、少突膠質(zhì)細胞，出現(xiàn)神經(jīng)細胞軸突與髓鞘的再生，建立正確的和功能性的突觸連接；并使殘存脫髓鞘的神經(jīng)纖維和新生的神經(jīng)纖維形成新的髓鞘，保持神經(jīng)纖維功能的完整性，恢復受損神經(jīng)功能，達到對脊髓傳導功能的徹底恢復。

“治療脊髓損傷最佳方法介紹”

靶向性細胞再生療法療法應用于臨床，通過自我復制分化可以誘導分化成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、細胞、肌細胞、神經(jīng)元及心肌細胞等等損傷部位的細胞。

靶向性細胞再生療法具有靶向化、高效化、微觀化、自動化的特點。

靶向化：機體受損病變的組織會持續(xù)釋放出某些特定的細胞因子，稱為趨化因子。距離受損組織較遠的區(qū)域，趨化因子的濃度較低，與鄰近受損組織的高濃度形成了濃度梯度。在濃度梯度的引導下，輸入患者體內(nèi)的BX修復細胞能夠逐漸的向病變區(qū)域靠攏、匯集，使病變組織周圍形成相對高濃度的BX修復細胞群體，對病變局部發(fā)揮充分的組織修復作用。高效化：實驗證明，相比較人體普通的修復過程，輸入BX修復細胞后的組織修復速度要快上數(shù)十倍甚至上百倍，使人體受損的組織在短時間內(nèi)即得到快速的恢復。

微觀化：靶向性細胞再生療法的治療過程發(fā)生在分子水平，以細胞為單位對病變區(qū)域產(chǎn)生治療作用。整個治療過程只需依靠輸液和注射來完成，無創(chuàng)、無痛，更無需承擔開刀動手術的負擔和風險。

自動化：輸入BX修復細胞之后，所有治療過程都會在人體自身的調(diào)節(jié)之下按部就班的完成，如果患者有需要，只需按照醫(yī)生要求按時到院接受治療即可，無需住院，為忙于工作，沒有大段空閑，無法住院治療的患者們提供了便利。