夾芯結(jié)構(gòu)的案例
哈工大《CS》：具有形狀記憶能力的3D打印連續(xù)纖維增強復(fù)合波紋夾芯結(jié)構(gòu)的彎曲性能及失效行為研究
夾芯結(jié)構(gòu)是一種層壓復(fù)合材料，由于其具有高比剛度和輕量化特點而廣泛應(yīng)用。
最常見的夾芯結(jié)構(gòu)包括兩層薄薄的外殼和一個由蜂窩狀或聚合物泡沫制成的夾芯，具有低密度和低模量的特點。高厚度的夾芯提供了更高的慣性矩，并提高了夾芯板的彎曲剛度。在另一種類型的夾芯結(jié)構(gòu)中，夾芯是波紋形的，它可以被設(shè)計成各種幾何形狀，如三角形、梯形、正弦形和六角形的蜂窩形狀。這些波紋夾芯結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的減震能力和抗彎曲性能，應(yīng)用于航空航天和海洋工程的綜合防護系統(tǒng)。已有報告對金屬波紋夾芯結(jié)構(gòu)的彎曲性能進行了理論、實驗和數(shù)值研究。Seong等人從理論和實驗上研究了金屬波紋夾芯板的準各向同性彎曲行為。Valdevit等人通過實驗測量和數(shù)值計算，研究了波紋夾芯鋼板的橫向和縱向彎曲性能。
當(dāng)面板和波紋夾芯都是由纖維增強復(fù)合材料(FRCs)制成時，波紋夾芯結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)應(yīng)用可能更具吸引力。由于FRC波紋夾芯結(jié)構(gòu)不僅比金屬波紋夾芯結(jié)構(gòu)進一步減輕了重量，而且復(fù)合材料的可調(diào)力學(xué)性能更為波紋夾芯結(jié)構(gòu)提供了更大的設(shè)計靈活性。然而，
熱壓成型、纏繞、拉擠、真空輔助成型等復(fù)合波紋夾芯結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)制造工藝需要高壓釜或復(fù)雜的剛性模具，從而阻礙了復(fù)合波紋夾芯結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。
展開 碳纖維金字塔點陣夾芯結(jié)構(gòu)的制備模具有限元分析
碳纖維金字塔點陣夾芯結(jié)構(gòu)的制備模具有限元分析
在實驗過程中，模具需要加緊，力的大小會對模具產(chǎn)生影響，可能會造成傷害，在制造模具前，對模具進行有限元的分析是必要的，然后進行合理的改進，節(jié)約時間和金錢，我們?nèi)∫粋€芯子的單胞進行受力分析，受力情況相同。
金字塔點陣夾芯結(jié)構(gòu)（如圖1所示），其中，在設(shè)計模具的過程中，單胞芯子模具采用可拆分式，把單胞模具拆成3部分，方便脫模，但這里為了體現(xiàn)單胞芯子模具的真實效果，做成一體式，（如圖2所示）計算的效果是一樣的。
圖1 碳纖維金字塔點陣夾芯結(jié)構(gòu)
圖2 金字塔點陣夾芯的芯子的單胞模具
把模型導(dǎo)入simsolid中，給定容差值，在芯子模具的前后表面添加固支約束，在上下左右表面添加垂直表面的載荷1000N,附屬性為結(jié)構(gòu)鋼。（如圖3所示）
圖3 添加了邊界條件和載荷的單胞芯子模具
提交作業(yè)，分析計算結(jié)果（如圖4），可以看出，位移云圖中間部分的位移值最大，當(dāng)載荷很大時，中間部分的變形相比其他的地方變形量大，造成試件的尺寸誤差。應(yīng)對中間部分進行優(yōu)化，可削減兩邊非主要表面和其他結(jié)構(gòu)的接觸面積，增大兩邊的應(yīng)力，達到近似相同的位移，來提高試件的精度。
總體來說，simsolid的對設(shè)計的前期來說效率很高，節(jié)約了大量時間，對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)更是非常的有優(yōu)勢。
圖4 單胞芯子模具的位移云圖
展開 SimSolid點陣夾芯結(jié)構(gòu)計算
Simsolid點陣夾芯結(jié)構(gòu)計算.pdf
概述 本文采用 Altair Simsolid 軟件對某點陣夾芯結(jié)構(gòu)分別進行模態(tài)、線性靜力計 算，并將計算結(jié)果與 Abaqus 軟件進行比較。
ansys分析蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的面板和芯子的脫膠損傷問題 ￥49.9
1、 問題描述
研究蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的面板和芯子的脫膠損傷問題，蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)由上面板、下面板、膠膜及芯子組成，通過ANSYS進行數(shù)值模擬。以承受板芯剝離方向載荷并含脫膠的蜂窩夾芯板為算例，整個模擬的尺寸為100*100*14.1(mm)。上、下面板為8層層合板（厚度為8*0.15mm，其層合順序為[0/45/-45/90]s），并附加1層膠層（厚度為0.35mm），用殼單元模擬。中間為蜂窩芯子（厚度為12.5mm），其中芯子尺寸：邊長為2.75mm，高為12.5mm，厚度為0.05mm，缺陷直徑為30mm，用殼單元模擬。假定在整個結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域含有一個半徑為r的脫膠區(qū)域，計算中上面板加1Mpa的均勻拉力，下面板固支。其他面為自由邊界條件。其中，r根據(jù)自己建模的實際情況自定。
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空中爆載荷作用下復(fù)合材料泡沫夾芯板結(jié)構(gòu)抗爆性能分析
空中爆載荷作用下復(fù)合材料泡沫夾芯板結(jié)構(gòu)抗爆性能分析
作者：三木先生
1研究背景和意義：
在現(xiàn)代反恐戰(zhàn)爭中，軍用汽車經(jīng)常會遭遇炸彈、炮彈、手榴彈或航彈等爆炸性武器的襲擊。爆炸是一種非常迅速的能量釋放過程，其發(fā)生時爆炸物質(zhì)能在有限的空間和極短的時間內(nèi)產(chǎn)生高壓的化學(xué)反應(yīng)，并釋放出大量的能量和熱量沖擊作用到結(jié)構(gòu)上。
隨著反裝甲武器裝備技術(shù)的發(fā)展，變得越來越精致，威力也越來越大，因此，采用一些新結(jié)構(gòu)或新技術(shù)提高軍車的防爆性，減小對士兵的傷害已成為軍用車輛研究的重要組成部分。
“三明治”夾層結(jié)構(gòu)是一種典型的裝甲防護結(jié)構(gòu)，其由不同材料相互組合而成，并通過利用各個組分的性能特點達到整個結(jié)構(gòu)性能最佳。按照所含芯體種類的不同，夾層結(jié)構(gòu)大致可以分為五類：泡沫夾層、蜂窩夾層、波紋板夾層、點陣夾層和混合夾層結(jié)構(gòu)，目前，常用的泡沫材料有開孔金屬泡沫、閉孔金屬泡沫、硬質(zhì)聚醋泡沫等。與聚酷泡沫相比，金屬泡沫的剛度更高，使用溫度范圍更廣，并且具有較強的抗有機溶劑能力，因此受到人們的廣泛關(guān)注。
本文釆用適合求解爆炸、沖擊等強非線性動力問題的顯式有限元分析軟件LS-DYNA,研究空爆載荷作用下泡沫夾心結(jié)構(gòu)的抗爆性能
2數(shù)值模型：
2.1 爆炸載荷仿真
根據(jù)爆炸點的位置不同，爆炸可以分為自由空中爆炸、近地面空中爆炸、地表面爆炸三種。本文研究的夾芯板主要考慮應(yīng)用在軍用裝甲車的底盤上，因此爆炸類型選為地表面爆炸。目前，對爆炸問題的仿真研究多采用流固耦合方法，即ALE算法，但由于爆炸過程比較復(fù)雜，而算法需要同時建立空氣和炸藥網(wǎng)格，計算爆炸問題需要花費較長時間，并且占用大量的存儲空間。CONWEP方法一種可以高效計算爆炸荷載的算法，LOAD_BLAST關(guān)鍵字將其內(nèi)嵌于軟件中，用戶可通過設(shè)置當(dāng)量、炸點位置、起爆時間、單位制和爆炸類型直接對殼結(jié)構(gòu)施加爆炸荷載。
展開 航空制造業(yè)的“扛把子”——夾芯復(fù)合材料
市場常見的輕木夾芯主要產(chǎn)自南美洲的種植園，由于氣候原因，輕木在當(dāng)?shù)厣L速度特別快，所以比普通木材輕很多，且其纖維具有良好的強度和韌性，特別適合用于復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。
巴沙輕木是世界上生長最快的樹種，僅需5-7年即可由樹苗長為90英尺的高大樹木。其樹干高大挺拔，直徑可達18英寸，樹冠蔥郁，枝葉繁茂。巴沙輕木是目前唯一可作為芯材的可再生天然原料。由巴沙輕木制成的夾層結(jié)構(gòu)質(zhì)地堅固、重量輕，其獨特的蜂窩結(jié)構(gòu)使其端面具有突出的物理特性。
夾芯結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在19世紀中期，二次世界大戰(zhàn)以后得到廣泛的應(yīng)用。二戰(zhàn)期間，盟軍的蚊式戰(zhàn)斗機的機身上已經(jīng)使用了輕木夾芯結(jié)構(gòu)。“蚊式”的橢圓形截面機身是硬殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部除隔框外沒有任何其他加強結(jié)構(gòu)，如全金屬半硬殼機身的縱梁和桁條等。其機身采用高強度層壓膠合板制造，板材厚約11毫米，內(nèi)外層是約2毫米厚的加拿大樺木，中間是厄瓜多爾輕木夾芯(也稱巴沙木)。
這種稱為“巴沙木”的松軟木料。使機身成為一段具有足夠強度的夾芯結(jié)構(gòu)，從而大大提高了它的強度。使得”蚊式”的后機身看似細長脆弱，實際完全能夠承受機動飛機時強大的扭轉(zhuǎn)力矩。而這種夾芯結(jié)構(gòu)也可以說是現(xiàn)代飛機蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的雛形。為了提高飛機的安全性和可靠性。人們在輕木夾芯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上又相繼研制出金屬蜂窩、波紋板和金屬泡沫等夾芯材料。
展開 無人機應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料減重有妙招
利用夾芯結(jié)構(gòu)減重：
碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計靈活多變，三明治夾芯結(jié)構(gòu)也是一種重要的結(jié)構(gòu)減重方法。三明治夾芯結(jié)構(gòu)就是在相對較厚的芯材兩側(cè)貼附薄卻有足夠剛度的面板，這種結(jié)構(gòu)在承受彎曲載荷時，上下面板之間存在一定的距離，結(jié)構(gòu)上反而能獲得更大比例的剛性。以碳纖維增強復(fù)合材料作為蒙皮，芯材可選用XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質(zhì)泡沫塑料，使之形成碳纖維-芯材-碳纖維的復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)。
這種三明治夾芯結(jié)構(gòu)在保持力學(xué)性能的同時還能顯著減輕重量，尤為重要的是還可以在一定程度上降低成本。這種方法多用于較為大型的無人機機體部件，在碳纖維醫(yī)療床板中也較為常見，在小型無人機中也是一種可以考慮的方案。
一體化成型工藝減重：
碳纖維復(fù)合材料的成型工藝包括：編織纏繞、真空輔助成型、RTM、真空熱壓罐、模壓等等。無人機需要高度翼身融合的飛翼式總體啟動外形，所以在氣動外形上要盡量做到精準。因此，使用碳纖維復(fù)合材料制作無人機機體時，最好采用大面積的一體化成型工藝。而且，一體化整體成型還可以避免因分片制備部件、拼接組裝等帶來的連接問題和連接贅重，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重。
從目前情況看，在無人機上使用碳纖維復(fù)合材料是減輕機體重量和增強機身機翼結(jié)構(gòu)強度的有效途徑，但是這也需要適用于無人機的碳纖維復(fù)合材料在材料設(shè)計及工藝體系方面進行配合，才能最大化地體現(xiàn)和利用碳纖維復(fù)合材料的特殊優(yōu)勢。（來源：新材料探路者）
展開 無錫智上新材開發(fā)出無人機用超輕碳纖維復(fù)合材料
利用夾芯結(jié)構(gòu)減重
碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計靈活多變，三明治夾芯結(jié)構(gòu)也是一種重要的結(jié)構(gòu)減重方法。三明治夾芯結(jié)構(gòu)就是在相對較厚的芯材兩側(cè)貼附薄卻有足夠剛度的面板，這種結(jié)構(gòu)在承受彎曲載荷時，上下面板之間存在一定的距離，結(jié)構(gòu)上反而能獲得更大比例的剛性。以碳纖維增強復(fù)合材料作為蒙皮，芯材可選用XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質(zhì)泡沫塑料，使之形成碳纖維-芯材-碳纖維的復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)。
這種三明治夾芯結(jié)構(gòu)在保持力學(xué)性能的同時還能顯著減輕重量，尤為重要的是還可以在一定程度上降低成本。這種方法多用于較為大型的無人機機體部件，在碳纖維醫(yī)療床板中也較為常見，在小型無人機中也是一種可以考慮的方案。
一體化成型工藝減重
碳纖維復(fù)合材料的成型工藝包括：編織纏繞、真空輔助成型、RTM、真空熱壓罐、模壓等等。無人機需要高度翼身融合的飛翼式總體啟動外形，所以在氣動外形上要盡量做到精準。因此，使用碳纖維復(fù)合材料制作無人機機體時，最好采用大面積的一體化成型工藝。而且，一體化整體成型還可以避免因分片制備部件、拼接組裝等帶來的連接問題和連接贅重，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重。
從目前情況看，在無人機上使用碳纖維復(fù)合材料是減輕機體重量和增強機身機翼結(jié)構(gòu)強度的有效途徑，但是這也需要適用于無人機的碳纖維復(fù)合材料在材料設(shè)計及工藝體系方面進行配合，才能最大化地體現(xiàn)和利用碳纖維復(fù)合材料的特殊優(yōu)勢。
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展開 布里斯托大學(xué)力學(xué)頂刊：復(fù)合材料點陣結(jié)構(gòu)綜述【收藏版】
雖然這種方法可以適用于以大約90°相交并且具有大部分雙對稱輪廓的筋，但是對于不具有雙對稱相交的不等軸格柵結(jié)構(gòu)，筋的加寬仍然會導(dǎo)致厚度和纖維橋接的增加。
第二種方法是保持尺寸不變，但通過改變樹脂含量來進行補償。這種方法導(dǎo)致加強筋中的高樹脂含量和交叉處的高纖維含量。這種方法的主要缺點是加強筋的機械性能隨之降低。
第三種方法是去除材料。這種方法不可避免地導(dǎo)致交叉點處的纖維不連續(xù)。德國航天中心的研究人員利用自動鋪帶的切割能力實現(xiàn)了這一點。在鋪放過程中交替切割層，以產(chǎn)生具有恒定厚度、寬度和樹脂含量的配置(參見下圖右)。這種方法的明顯缺點是纖維的不連續(xù)性導(dǎo)致交叉部分的載荷傳遞效率低。
4 復(fù)合材料點陣夾芯結(jié)構(gòu)
復(fù)合材料點陣夾芯結(jié)構(gòu)是目前有潛力替代傳統(tǒng)蜂窩或泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，與復(fù)合材料點陣梁結(jié)構(gòu)類似，復(fù)合材料點陣夾芯結(jié)構(gòu)也能夠在較小的質(zhì)量損失情況下將材料移動到遠離中性軸的位置，因此與傳統(tǒng)芯材相比，其結(jié)構(gòu)效率更高。
前面展示的格柵加筋結(jié)屬于2D點陣夾芯結(jié)構(gòu)，更為廣泛的是3D空間點陣夾芯結(jié)構(gòu)。
4.1 單組分點陣夾層結(jié)構(gòu)
在單組分點陣夾層結(jié)構(gòu)系列中，根據(jù)內(nèi)部構(gòu)件的制造方式，可以分為四類:
嵌鎖/縫合點陣夾芯
軋制預(yù)浸材料支柱
共固化波紋點陣夾芯
泡沫芯模編織網(wǎng)夾芯
（1）嵌鎖/縫合點陣夾芯
下圖所示是一種“交織碳纖維增強點陣結(jié)構(gòu)”。上下兩個層壓板上鉆有成排的孔。浸膠的纖維束通過面板中的孔縫合，布置成在八面體立方晶胞，然后形成3D點陣芯材。
展開 【科普】無人機應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料減重的妙招
利用夾芯結(jié)構(gòu)減重
碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計靈活多變，三明治夾芯結(jié)構(gòu)也是一種重要的結(jié)構(gòu)減重方法。三明治夾芯結(jié)構(gòu)就是在相對較厚的芯材兩側(cè)貼附薄卻有足夠剛度的面板，這種結(jié)構(gòu)在承受彎曲載荷時，上下面板之間存在一定的距離，結(jié)構(gòu)上反而能獲得更大比例的剛性。以碳纖維增強復(fù)合材料作為蒙皮，芯材可選用XPS、EPP、PMI等具有一定硬度和抗壓能力的輕質(zhì)泡沫塑料，使之形成碳纖維-芯材-碳纖維的復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)。
這種三明治夾芯結(jié)構(gòu)在保持力學(xué)性能的同時還能顯著減輕重量，尤為重要的是還可以在一定程度上降低成本。這種方法多用于較為大型的無人機機體部件，在碳纖維醫(yī)療床板中也較為常見，在小型無人機中也是一種可以考慮的方案。
一體化成型工藝減重
碳纖維復(fù)合材料的成型工藝包括：編織纏繞、真空輔助成型、RTM、真空熱壓罐、模壓等等。無人機需要高度翼身融合的飛翼式總體啟動外形，所以在氣動外形上要盡量做到精準。因此，使用碳纖維復(fù)合材料制作無人機機體時，最好采用大面積的一體化成型工藝。而且，一體化整體成型還可以避免因分片制備部件、拼接組裝等帶來的連接問題和連接贅重，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重。
從目前情況看，在無人機上使用碳纖維復(fù)合材料是減輕機體重量和增強機身機翼結(jié)構(gòu)強度的有效途徑，但是這也需要適用于無人機的碳纖維復(fù)合材料在材料設(shè)計及工藝體系方面進行配合，才能最大化地體現(xiàn)和利用碳纖維復(fù)合材料的特殊優(yōu)勢。
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展開 剪切增稠/蜂窩夾芯防護結(jié)構(gòu)仿真模擬（STF） ￥200
[圖片]
Digimat復(fù)合材料建模平臺與Abaqus的聯(lián)合使用
這一模塊基于單胞理論，即將復(fù)合材料劃分至最小單元，分別定義基體、增強體等材料的結(jié)構(gòu)性能以及增強體含量，結(jié)合相關(guān)材料模型（如Drucker-prager模型等）計算復(fù)合材料機械性能等。
2.DIGIMAT-FE
DIGIMAT-FE是通過代表性單元體（RVE）法準確地預(yù)測復(fù)合材料的局部或整體非線性行為。基于此模塊，可以創(chuàng)建復(fù)雜的材料3D微觀尺度模型，并賦予結(jié)構(gòu)性能以及相關(guān)載荷，結(jié)合商用有限元軟件ABAQUS等可精確實現(xiàn)基于細觀層次的復(fù)合材料及其各組分在外界載荷下的相應(yīng)歷程。
3.DIGIMAT-MX
DIGIMAT-MX是為材料供應(yīng)商和終端用戶之間提供DIGIMAT材料模型的準備、存儲、提取和安全交換。用戶可以充分利用此模型查詢材料常數(shù)，進行逆向工程，即由已知的復(fù)合材料模型反求基體或者是增強體的性能。
4.DIGIMAT TO CAE
DIGIMAT TO CAE是通過非線性多尺度模擬手段精確地預(yù)測復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的性能。此模塊為滿足客戶多樣化的需求，可實現(xiàn)有限元軟件與DIGIMAT的無縫銜接，使結(jié)果更為精確。
5.DIGIMAT-MAP
DIGIMAT-MAP為模流分析和結(jié)構(gòu)分析提供高效的映射功能，實現(xiàn)不同網(wǎng)格數(shù)據(jù)信息的交互。基于此模塊，用戶可以精確地將模流分析結(jié)果（如纖維取向、溫度等信息）傳遞到通用有限元模型中，提高有限元分析準確性。
6.DIGIMAT-MICROSS
DIGIMAT-MICROSS通過微機械材料模型，快速而高效地實現(xiàn)蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計。此模塊專為蜂窩結(jié)構(gòu)而設(shè)計，可以滿足風(fēng)機葉片、機翼等夾芯結(jié)構(gòu)的快速設(shè)計。
展開 航空發(fā)動機寬弦空心風(fēng)扇葉片制造研究綜述
表 1 航空發(fā)動機風(fēng)扇葉片發(fā)展歷程
1.1 鈦合金窄弦實心風(fēng)扇葉片
如圖 1 所示為鈦合金窄弦實心風(fēng)扇葉片，凸肩結(jié)構(gòu)設(shè)計可以在一定程度上增加葉片剛性和自振頻率，通過鍛造成形后機加工獲取葉片成品， 20 世紀 60 年代之前，此類風(fēng)扇葉片得到普遍應(yīng)用。但是凸肩帶來的問題有流量限制和氣流擾動等，不利于節(jié)約發(fā)動機的燃油消耗率，不適應(yīng)風(fēng)扇葉片的進一步發(fā)展，因此無凸肩的寬弦風(fēng)扇葉片應(yīng)運而生。
圖 1 窄弦實心風(fēng)扇葉片
1.2 鈦合金寬弦空心風(fēng)扇葉片
寬弦空心風(fēng)扇葉片最早由英國和美國等國家的航空發(fā)動機公司提出，如圖 2 所示，弦長的增加避免了窄弦葉片凸肩帶來的效率損失，同時提高了耐疲勞性能及抗外物損傷能力。如圖 3 所示為鈦合金寬弦空心風(fēng)扇葉片從概念的提出到演化過程示意圖。對開式結(jié)構(gòu)和蜂窩夾芯式結(jié)構(gòu) 的概念先后由美國通用電氣和英國羅羅公司在 20 世紀 70 年代提出。對開式結(jié)構(gòu)由兩片鈦面板和加強筋組成，在流體壓力和模具溫度的共同作用下實現(xiàn)葉片構(gòu)件之間的擴散連接。而蜂窩夾芯式結(jié)構(gòu)，是一種通過氨酯樹脂與外部面板進行連接而獲取風(fēng)扇葉片的方法。但是針對以上結(jié)構(gòu)提出的成形工藝在當(dāng)時存在接頭強度差等若干問題，僅僅停留在概念上，并未得到實際應(yīng)用。后來英國羅羅公司對蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的成形工藝進行改進，提出將葉片的面板和內(nèi)部蜂窩采用焊接與機加工相結(jié)合的成形方式，具體為將兩片已經(jīng)具備彎扭葉型的鈦合金面板和蜂窩芯板經(jīng)釬焊或者擴散連接形成一體，最終通過數(shù)控加工獲得葉片外形。
展開 看3D打印如何實現(xiàn)不均勻材料分布的散熱結(jié)構(gòu)？
已經(jīng)使用諸如擠壓、機加工與壓鑄的制造方法來制造傳統(tǒng)的縱向翅片設(shè)計，然而這些技術(shù)并不適合用來制造更加復(fù)雜的散熱器設(shè)計，而更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以改進散熱器的性能。 3D打印在制造復(fù)雜的散熱器方面打開了廣闊的前景。
或不均勻或梯度
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究，國內(nèi)在3D打印用于集成電路的散熱系統(tǒng)方面進行了積極的探索。通過3D打印的散熱結(jié)構(gòu)可以是不均勻材料密度分布的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，散熱結(jié)構(gòu)可以是點陣結(jié)構(gòu)，柵格或格架，還可以是突出或延伸的翅片?？梢岳眠x擇性激光熔融3D打印增材制造技術(shù)來制造金屬結(jié)構(gòu)，散熱器可以由鋁、銅、氮化鋁(AIN)、陶瓷或含有石墨、石墨烯或碳納米管的合成物而制成。
根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，在變梯度分形點陣夾芯強化相變熱沉方面，西南電子技術(shù)研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）開發(fā)了一種技術(shù)方案予以實現(xiàn)：強化傳熱結(jié)構(gòu)按陣列分布在相變熱沉殼體中，每個變梯度分形點陣夾芯單元按相變熱沉熱傳遞與熱交換特性，以變梯度V結(jié)構(gòu)作為第一級強化傳熱結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)，在第一級強化傳熱結(jié)構(gòu)的變梯度V形端，以形狀相同的變梯度V結(jié)構(gòu)逐級遞增形成多級強化傳熱結(jié)構(gòu)，各級強化傳熱結(jié)構(gòu)比表面積依次呈倍數(shù)增加，其中，第一級強化傳熱結(jié)構(gòu)可將熱量快速強化傳導(dǎo)至遠離熱擴散底板的區(qū)域，第二級強化傳熱結(jié)構(gòu)、第三級強化傳熱結(jié)構(gòu)將熱量快速擴散至遠離熱擴散底板的相變材料完成熱交換。
航空、航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)熱控設(shè)計對熱沉的質(zhì)量、體積與環(huán)境適應(yīng)性有極高要求，使用相變材料(PCM，Phase Change Materials)作為熱沉相較于傳統(tǒng)的質(zhì)量熱沉其效率高出一個數(shù)量級，隨著大規(guī)模集成電路和功率電子器件的日益普遍應(yīng)用而得到廣泛的應(yīng)用。
展開 2018年全國固體力學(xué)學(xué)術(shù)會議在哈爾濱成功召開
本次大會精心設(shè)計了9個大會特邀報告，浙江大學(xué)楊衛(wèi)院士做了題為《交叉力學(xué)-無限的疆域》的報告，闡述了固體力學(xué)交叉學(xué)科的特點，北京理工大學(xué)方岱寧院士的《先進結(jié)構(gòu)技術(shù)》，論述了先進結(jié)構(gòu)技術(shù)對于國家重大戰(zhàn)略需求的意義，北京大學(xué)魏悅廣院士的《固體的跨尺度力學(xué)行為及失效準則》，講述了跨尺度力學(xué)的機制及準則；南京航空航天大學(xué)郭萬林院士的《前沿之上的力學(xué)》，講述了力學(xué)的發(fā)展新方向、中國航天科技集團公司周志成院士的《力學(xué)與航天器構(gòu)建》，講述了航天器構(gòu)造中存在的關(guān)鍵力學(xué)問題，西安交通大學(xué)王鐵軍教授的《重型燃汽輪機制造基礎(chǔ)研究最新進展》，重點講述了重型燃氣輪機重要研究成果、莊茁教授的《新型復(fù)合材料衰減沖擊波能量機理研究》，論述了新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的衰減能量沖擊波機制；哈爾濱工程大學(xué)吳林志教授的《新型輕質(zhì)夾芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制備及評價》，系統(tǒng)概括了近十年團隊在超輕復(fù)合材料結(jié)構(gòu)方面的進展與最新成果；以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授的《智能聚合物可變性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)：力學(xué)設(shè)計、4D打印及應(yīng)用》，總結(jié)了目前智能聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法及應(yīng)用。此外多位知名學(xué)者做了高水平的分會場學(xué)術(shù)報告，本次會議還設(shè)置了輕質(zhì)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)青年學(xué)者論壇和博士生專場學(xué)術(shù)報告。
本次會議充分展現(xiàn)了我國固體力學(xué)及相關(guān)交叉學(xué)科的最新研究成果，對固體力學(xué)的基本問題和基本原理及其應(yīng)用和固體力學(xué)與其他學(xué)科的交叉研究進行了深入的探討，與會學(xué)者對本次會議的召開及學(xué)術(shù)報告的水平進行了高度評價。本次會議的成果將對固體力學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到積極的推動作用，帶動相關(guān)學(xué)科建設(shè)和科研水平上新的臺階、新的層次和新的水平。
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