結(jié)構(gòu)-熱-光學(xué)性能分析的案例
熱塑性彈性體SEBS結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)
SEBS結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)
SEBS是苯乙烯（S）-乙烯（E)/丁烯（B)-苯乙烯（S）構(gòu)成嵌段共聚物，它將聚苯乙烯的熱塑性特征和乙烯-丁烯共聚物的彈性體特征結(jié)合在同一聚合物中，其分子構(gòu)型為A-B-A型的三嵌段共聚物（圖1，圖2）。
圖1 SEBS的三嵌段構(gòu)型
具有這樣的三嵌段構(gòu)型的SEBS的基本性能特征為：在常溫下聚苯乙烯嵌段硬而強(qiáng)，與中間的彈性體嵌段不相容，呈相分離狀態(tài)；聚苯乙烯嵌段形成相區(qū)分散于彈性基體相中，并將彈性體嵌段鎖接成物理交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。這種以彈性體為連續(xù)相，聚苯乙烯為分散相的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予了SEBS 與傳統(tǒng)硫化橡膠相似的彈性體性能。
圖2 SEBS的相區(qū)結(jié)構(gòu)
當(dāng)SEBS受熱，溫度超過聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，聚苯乙烯相軟化，在剪切下發(fā)生流動(dòng)而可以進(jìn)行加工；當(dāng)模塑成型的制品冷卻后，聚苯乙烯相區(qū)變硬并具有強(qiáng)度。SEBS的這種可逆的物理交聯(lián)過程是其最重要的特性。
SEBS很少單獨(dú)使用，一般都會(huì)與其他材料，如，熱塑性塑料、樹脂、填料、助劑等進(jìn)行配混而得到所需的性能，如流動(dòng)性、硬度、顏色、透明性和柔韌性。SEBS為基礎(chǔ)的熱塑性彈性體的硬度可調(diào)范圍很寬從邵氏A 0-D50。同時(shí)SEBS為基礎(chǔ)的熱塑性彈性體有良好著色性能。此外，由于SEBS中彈性體嵌段已完全氫化，因此SEBS具有優(yōu)良的耐老化性并能在高溫下進(jìn)行加工.
展開 iSIGHT多學(xué)科優(yōu)化應(yīng)用: NASA太空望遠(yuǎn)鏡(NGST)熱、結(jié)構(gòu)、光學(xué)多學(xué)科優(yōu)化
典型的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)問題：
光學(xué)：CODE V® optical software
結(jié)構(gòu)：MSC/NASTRAN® structural analyzer
熱： SINDA/FLUINT and Thermal Desktop thermal design system.
optiOpt-ICES2002b_SINDA.pdf
大型綜合巡天望遠(yuǎn)鏡LSST光學(xué)系統(tǒng)的性能分析
光學(xué)設(shè)計(jì)
在LSST光學(xué)設(shè)計(jì)的中心是一個(gè)三反射鏡系統(tǒng)，起源于Mersenne-Schmidt族的光學(xué)系統(tǒng)，可以在非常寬的視場(chǎng)產(chǎn)生非常好的成像質(zhì)量。LSST系統(tǒng)添加了一個(gè)三元屈光相機(jī)來進(jìn)一步提高成像質(zhì)量，補(bǔ)償來自于濾光片和dewer窗口的色差，并且使焦平面平坦。半月形濾光片基板保持光束的遠(yuǎn)心充滿全視場(chǎng)，從而消除在濾光片響應(yīng)時(shí)的任何波長(zhǎng)偏移。L3的厚度由需求的應(yīng)力安全余量決定，可以用作dewar窗口和真空擋板。生成的圖像質(zhì)量在50%處（下曲線）<0.2"，在80%能量環(huán)繞處（上曲線）<0.3"橫跨整個(gè)可視光譜（330-1080?）。
透鏡零位校驗(yàn)
三個(gè)屈光元件的每個(gè)零位校驗(yàn)作為最終設(shè)計(jì)優(yōu)化的一部分。可以通過整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)非球面項(xiàng)的平衡來簡(jiǎn)化可制造性。最后，L1保持了完全球面光學(xué)，L2上非常小的非球面量引起了一個(gè)簡(jiǎn)單的零位校驗(yàn)及M2上非球面性的降低，同樣的在L3上添加的非球面性極大的簡(jiǎn)化了它的零點(diǎn)校驗(yàn)。每個(gè)零點(diǎn)校驗(yàn)均是沿著重力的取向?qū)嵤Ｍㄟ^在它們首選操作取向上校驗(yàn)透鏡，可以補(bǔ)償由重力扭曲導(dǎo)致的1階光學(xué)誤差。
雜散&散射光分析
在FRED軟件包（Photon Engineering，LLC）中使用非序列光線追跡模型可以完成LSST散射光分析。LSST散射光模型包含了所有光學(xué)元件以及結(jié)構(gòu)元件，表現(xiàn)為圓頂（1），望遠(yuǎn)鏡裝置（2），和相機(jī)組件（3）。每個(gè)光學(xué)表面賦予微表面粗糙規(guī)格及顆粒清潔度，非光學(xué)表面賦予Z306 Aeroglaze（涂黑處理）。
關(guān)鍵面的分析是從2個(gè)視角分析照明模型元件：1）從探測(cè)器，2）從圓頂外部。
展開 莫雅超 等：CaO/Ca(OH)2核殼結(jié)構(gòu)顆粒的制備及其儲(chǔ)熱性能
為了測(cè)定殼體的微觀結(jié)構(gòu)和元素組成，使用掃描電子顯微鏡(日本電子JEOL，JSM-7800F Prime)觀察了殼體的表面形貌，并進(jìn)行了X射線能譜分析(EDS)測(cè)定殼體元素組成。為了測(cè)定顆粒的機(jī)械強(qiáng)度，使用文騰力學(xué)性能檢測(cè)儀測(cè)定了單顆粒的壓碎強(qiáng)度，為了分析殼體的化學(xué)成分以及強(qiáng)度形成的原因，使用多晶衍射儀(日本理學(xué)，smartlab9)對(duì)殼體進(jìn)行了XRD成分分析。為了探究殼體對(duì)氣體擴(kuò)散的影響，使用孔隙率分析儀(美國(guó)康塔，poremaster33)分別測(cè)定了核殼結(jié)構(gòu)顆粒、芯體和殼體的孔徑分布。用同步熱分析儀(PerkinElmer，STA8000)分別對(duì)核殼結(jié)構(gòu)顆粒和芯體進(jìn)行了儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)，比較了外層是否包裹殼體對(duì)反應(yīng)速率的影響。
為了測(cè)定核殼結(jié)構(gòu)顆粒的儲(chǔ)放熱性能，使用管式爐將顆粒加熱至550 ℃并恒溫維持40 min進(jìn)行儲(chǔ)熱，之后將顆粒移至充滿飽和水蒸氣的烘箱中進(jìn)行放熱，通過測(cè)定顆粒儲(chǔ)放熱過程中質(zhì)量的變化計(jì)算得到顆粒的有效轉(zhuǎn)化率，公式如下：
其中， 為顆粒在放熱過程中的轉(zhuǎn)化率， 為水合后顆粒總質(zhì)量， 為水合前顆粒總質(zhì)量。 和 分別為氫氧化鈣與水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量。顆粒的質(zhì)量?jī)?chǔ)熱密度由轉(zhuǎn)化率和純氫氧化鈣的質(zhì)量?jī)?chǔ)熱密度相乘得到。為了測(cè)定顆粒的循環(huán)穩(wěn)定性，對(duì)顆粒進(jìn)行了25次儲(chǔ)放熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)，觀察顆粒在循環(huán)過程中儲(chǔ)熱密度的變化以及是否發(fā)生開裂或破碎，使用掃描電子顯微鏡(JEOL公司，JSM-7800F Prime)分別對(duì)循環(huán)后的顆粒和未經(jīng)循環(huán)的顆粒進(jìn)行了微觀形貌觀察，并進(jìn)行了對(duì)比分析。
展開 
汽車遠(yuǎn)光燈性能提升遇瓶頸？OAS光學(xué)分析軟件輕松應(yīng)對(duì)
通過該探測(cè)器收集的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠直觀地了解遠(yuǎn)光燈的光照分布情況，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并針對(duì)性地對(duì)反射器的曲面進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以不斷提升遠(yuǎn)光燈的性能。
總結(jié)
本案例充分展示了 OAS 光學(xué)分析軟件在遠(yuǎn)光燈反射器設(shè)計(jì)中的強(qiáng)大功能和應(yīng)用價(jià)值。通過精確設(shè)置面屬性和光源參數(shù)，利用軟件的光線追跡技術(shù)，能夠準(zhǔn)確模擬出遠(yuǎn)光燈在特殊幾何結(jié)構(gòu)和光學(xué)條件下的光線傳播情況，為設(shè)計(jì)人員提供詳細(xì)的光線分布數(shù)據(jù)，從而助力設(shè)計(jì)出符合法規(guī)要求、照明效果優(yōu)良的遠(yuǎn)光燈反射器。這種基于軟件模擬的設(shè)計(jì)方式，相較于傳統(tǒng)的試錯(cuò)式設(shè)計(jì)方法，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了研發(fā)成本，提高了設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 。
展開 [OCAD]光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析
光學(xué)系統(tǒng)是由各種不同光學(xué)材料制作的光學(xué)元件組成的，同時(shí)還必須由各種不同金屬材料制作的結(jié)構(gòu)零件支撐起來的一個(gè)完整的光學(xué)部件才是一個(gè)完整的光學(xué)系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍捎诟鞣N材料在不同環(huán)境溫度和大氣壓力下的熱效應(yīng)會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，這就是光學(xué)系統(tǒng)的熱效應(yīng)。光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境熱效應(yīng)的影響必然會(huì)影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了保持光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定，利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各光學(xué)材料和金屬材料的不同熱效應(yīng)影響平衡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系維持系統(tǒng)成像質(zhì)量的最佳效果，這就需要對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境進(jìn)行分析以求獲得一個(gè)滿意的結(jié)果，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱分析，分析光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境影響求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析的目的。
求得光學(xué)系統(tǒng)熱平衡，一般有以下途徑，一是適當(dāng)選擇光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)材料的熱效應(yīng)影響，也就是利用光學(xué)材料的熱效應(yīng)包括材料的熱環(huán)境對(duì)材料折射率的影響和零件中心厚度的影響，相互匹配求得系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；二是綜合考慮光學(xué)材料和金屬材料的熱環(huán)境影響平衡系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；三是精心設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采取復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)控制光學(xué)系統(tǒng)表面間隔變化求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定。所謂復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)就是利用不同膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成雙筒式結(jié)構(gòu)代替簡(jiǎn)單的隔圈結(jié)構(gòu)，可以任意獲得光學(xué)間隔的熱變化量。
圖1.系統(tǒng)熱平衡綜合計(jì)算
為了適應(yīng)以上熱平衡效果，在OCAD程序主界面的“編輯”菜單內(nèi)選取“光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析”后會(huì)彈出如圖1光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析窗體界面。在界面的表格上方給出了“環(huán)境溫度”和“大氣環(huán)境特性”的選擇。其中大氣環(huán)境特性的選擇還有“大氣壓力”和“海拔高度”兩種方式，其實(shí)不同海拔高度也就體現(xiàn)了對(duì)應(yīng)大氣壓力，由于不同光學(xué)產(chǎn)品面對(duì)的要求不同，此兩種選擇方式只是為了適應(yīng)不同的要求模式而定，程序還可以把海拔高度換算成對(duì)應(yīng)大氣壓力。
展開 OCAD應(yīng)用：光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析
光學(xué)系統(tǒng)是由各種不同光學(xué)材料制作的光學(xué)元件組成的，同時(shí)還必須由各種不同金屬材料制作的結(jié)構(gòu)零件支撐起來的一個(gè)完整的光學(xué)部件才是一個(gè)完整的光學(xué)系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍捎诟鞣N材料在不同環(huán)境溫度和大氣壓力下的熱效應(yīng)會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，這就是光學(xué)系統(tǒng)的熱效應(yīng)。光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境熱效應(yīng)的影響必然會(huì)影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了保持光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定，利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各光學(xué)材料和金屬材料的不同熱效應(yīng)影響平衡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系維持系統(tǒng)成像質(zhì)量的最佳效果，這就需要對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境進(jìn)行分析以求獲得一個(gè)滿意的結(jié)果，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱分析，分析光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境影響求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析的目的。
求得光學(xué)系統(tǒng)熱平衡，一般有以下途徑，一是適當(dāng)選擇光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)材料的熱效應(yīng)影響，也就是利用光學(xué)材料的熱效應(yīng)包括材料的熱環(huán)境對(duì)材料折射率的影響和零件中心厚度的影響，相互匹配求得系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；二是綜合考慮光學(xué)材料和金屬材料的熱環(huán)境影響平衡系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；三是精心設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采取復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)控制光學(xué)系統(tǒng)表面間隔變化求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定。所謂復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)就是利用不同膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成雙筒式結(jié)構(gòu)代替簡(jiǎn)單的隔圈結(jié)構(gòu)，可以任意獲得光學(xué)間隔的熱變化量。
圖1.系統(tǒng)熱平衡綜合計(jì)算
為了適應(yīng)以上熱平衡效果，在OCAD程序主界面的“編輯”菜單內(nèi)選取“光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析”后會(huì)彈出如圖1光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析窗體界面。在界面的表格上方給出了“環(huán)境溫度”和“大氣環(huán)境特性”的選擇。其中大氣環(huán)境特性的選擇還有“大氣壓力”和“海拔高度”兩種方式，其實(shí)不同海拔高度也就體現(xiàn)了對(duì)應(yīng)大氣壓力，由于不同光學(xué)產(chǎn)品面對(duì)的要求不同，此兩種選擇方式只是為了適應(yīng)不同的要求模式而定，程序還可以把海拔高度換算成對(duì)應(yīng)大氣壓力。
展開 OCAD應(yīng)用：光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析
光學(xué)系統(tǒng)是由各種不同光學(xué)材料制作的光學(xué)元件組成的，同時(shí)還必須由各種不同金屬材料制作的結(jié)構(gòu)零件支撐起來的一個(gè)完整的光學(xué)部件才是一個(gè)完整的光學(xué)系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍捎诟鞣N材料在不同環(huán)境溫度和大氣壓力下的熱效應(yīng)會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，這就是光學(xué)系統(tǒng)的熱效應(yīng)。光學(xué)系統(tǒng)受環(huán)境熱效應(yīng)的影響必然會(huì)影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了保持光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定，利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各光學(xué)材料和金屬材料的不同熱效應(yīng)影響平衡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系維持系統(tǒng)成像質(zhì)量的最佳效果，這就需要對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境進(jìn)行分析以求獲得一個(gè)滿意的結(jié)果，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱分析，分析光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境影響求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定，這就是光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析的目的。
求得光學(xué)系統(tǒng)熱平衡，一般有以下途徑，一是適當(dāng)選擇光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)材料的熱效應(yīng)影響，也就是利用光學(xué)材料的熱效應(yīng)包括材料的熱環(huán)境對(duì)材料折射率的影響和零件中心厚度的影響，相互匹配求得系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；二是綜合考慮光學(xué)材料和金屬材料的熱環(huán)境影響平衡系統(tǒng)成像質(zhì)量的穩(wěn)定；三是精心設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采取復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)控制光學(xué)系統(tǒng)表面間隔變化求得系統(tǒng)成像質(zhì)量穩(wěn)定。所謂復(fù)合套筒結(jié)構(gòu)就是利用不同膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成雙筒式結(jié)構(gòu)代替簡(jiǎn)單的隔圈結(jié)構(gòu)，可以任意獲得光學(xué)間隔的熱變化量。
圖1.系統(tǒng)熱平衡綜合計(jì)算
為了適應(yīng)以上熱平衡效果，在OCAD程序主界面的“編輯”菜單內(nèi)選取“光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析”后會(huì)彈出如圖1光學(xué)系統(tǒng)熱環(huán)境分析窗體界面。在界面的表格上方給出了“環(huán)境溫度”和“大氣環(huán)境特性”的選擇。其中大氣環(huán)境特性的選擇還有“大氣壓力”和“海拔高度”兩種方式，其實(shí)不同海拔高度也就體現(xiàn)了對(duì)應(yīng)大氣壓力，由于不同光學(xué)產(chǎn)品面對(duì)的要求不同，此兩種選擇方式只是為了適應(yīng)不同的要求模式而定，程序還可以把海拔高度換算成對(duì)應(yīng)大氣壓力。
展開 哈工大《Sci China Mater》：微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控優(yōu)化高熵非晶合金磁熱性能
對(duì)于磁熱高熵合金，非等原子比(Gd36Tb20Co20Al24)100-xFex纖維的居里溫度最高達(dá)108 K，這克服了含稀土高熵合金的低溫限制，即普遍工作溫區(qū)在60 K以下。x = 2和3合金含有微量納米晶，這使得合金具有寬化的居里溫度分布。
基于此，
哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的黃永江、孫劍飛、沈紅先團(tuán)隊(duì)與西班牙塞維利亞大學(xué)V. Franco教授和J.Y. Law博士，哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間環(huán)境與物質(zhì)科學(xué)研究院（國(guó)家大科學(xué)工程）姜思達(dá)老師和哈爾濱工業(yè)大學(xué)分析測(cè)試中心郭舒老師合作，使用電流退火對(duì)(Gd36Tb24Co20Al20)97Fe3纖維進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控。
TEM結(jié)果顯示：退火纖維中納米晶在非晶基體中析出，納米晶含量隨著電流密度增大而升高；非晶基體和納米晶元素含量存在差異。在一定限度內(nèi)，增大的電流密度將提高(Gd36Tb24Co20Al20)97Fe3纖維的磁熱性能，如拓寬制冷溫區(qū)和提高制冷效率值。退火態(tài)高熵纖維具有超越含稀土高熵非晶合金低溫限制(< 60 K)的高溫磁熱性能。
展開 南開大學(xué)孫平川研究員：熱可逆交聯(lián)環(huán)氧樹脂的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)與性能研究
具有可再加工和自修復(fù)能力的高性能交聯(lián)聚合物材料及其結(jié)構(gòu)性能關(guān)系研究一直是高分子科學(xué)中備受關(guān)注的研究課題。環(huán)氧樹脂作為一種常見的典型熱固性聚合物具有許多優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但其交聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它難以再加工循環(huán)利用。近年來通過引入Diels-Alder(DA)鍵等可逆共價(jià)鍵，文獻(xiàn)報(bào)道了多種具有熱修復(fù)和再加工能力、以及具有形狀記憶性質(zhì)的熱可逆交聯(lián)環(huán)氧樹脂的制備與應(yīng)用，但其微觀的動(dòng)態(tài)交聯(lián)結(jié)構(gòu)與宏觀性能關(guān)系的研究很少報(bào)道。為了闡明熱可逆交聯(lián)環(huán)氧樹脂中微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院孫平川研究員在《高分子學(xué)報(bào)》2018年第7期“何炳林先生誕辰100周年紀(jì)念”專輯發(fā)表的論文中采用熱分析、13C變溫原位固體核磁共振技術(shù)和力學(xué)性能測(cè)試等多種表征技術(shù)，詳細(xì)研究了該熱可逆交聯(lián)聚合物中的熱可逆轉(zhuǎn)變過程、動(dòng)態(tài)交聯(lián)化學(xué)鍵演化以及交聯(lián)度對(duì)力學(xué)性能的影響。
通過DSC和DMA等熱分析研究結(jié)果表明，可逆共價(jià)鍵的化學(xué)交聯(lián)作用提高了材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，隨著交聯(lián)度的增大，熱可逆共價(jià)鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及玻璃化轉(zhuǎn)變協(xié)同作用導(dǎo)致材料軟化溫度顯著提高，進(jìn)而提高了材料的耐熱性。通過變溫13C直接極化(DP)和交叉極化(CP)兩種不同的固體NMR實(shí)驗(yàn)技術(shù)原位監(jiān)測(cè)了DA/retro-DA反應(yīng)過程，發(fā)現(xiàn)該熱可逆交聯(lián)環(huán)氧樹脂中DA反應(yīng)形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在高溫解交聯(lián)，生成呋喃與馬來酰亞胺小分子化合物，而低溫時(shí)呋喃與馬來酰亞胺化合物又再次反應(yīng)得到DA加成結(jié)構(gòu)，進(jìn)而從分子水平上為材料的熱可逆交聯(lián)特性提供了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。而原樣品和溶液法再加工樣品的力學(xué)拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可逆交聯(lián)DA反應(yīng)不但使樣品具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，而且使交聯(lián)聚合物具有了很好的再加工能力。
展開 COMSOL 發(fā)布 5.4 版本和兩款全新產(chǎn)品，為用戶帶來更強(qiáng)大的建模功能
多物理場(chǎng)：多層薄結(jié)構(gòu)中的傳熱、電流和焦耳熱耦合分析。
電磁學(xué)：易于使用的參數(shù)化線圈和磁芯零件，以及用于射線光學(xué)的結(jié)構(gòu)-熱-光學(xué)性能分析。
力學(xué)：沖擊響應(yīng)譜分析，以及用于增材制造的材料活化。
聲學(xué)：聲學(xué)端口，以及非線性聲學(xué) Westervelt 模型。
流體流動(dòng)：大渦模擬（LES），以及多相流與多體動(dòng)力學(xué)的流-固耦合（FSI）。
傳熱：漫反射-鏡面反射表面與半透明表面的熱輻射，以及光擴(kuò)散方程。
化工：電池集總模型，以及更新的熱力學(xué)接口。
優(yōu)化：新的拓?fù)鋬?yōu)化工具。
支持系統(tǒng)
下列操作系統(tǒng)支持 COMSOL Multiphysics、COMSOL Server 和 COMSOL Compiler 軟件產(chǎn)品：Windows?、Linux? 和 macOS。Windows? 操作系統(tǒng)支持使用 “App 開發(fā)器” 工具。
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WB12.0化工部件熱結(jié)構(gòu)耦合分析（熱結(jié)構(gòu)耦合，路徑線性化）
huagongbujian有限元應(yīng)力分析及強(qiáng)度校核報(bào)告.doc
化工部件的熱結(jié)構(gòu)耦合分析：
關(guān)鍵點(diǎn)：熱結(jié)構(gòu)耦合，路徑線性化，六面體網(wǎng)格，漸變圓角
耦合場(chǎng)分析是WB的優(yōu)勢(shì)功能之一，本報(bào)告利用WB做熱結(jié)構(gòu)耦合，評(píng)價(jià)整體應(yīng)力。由于報(bào)告中涉及隱私內(nèi)容，故隱去一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)和公式，望大家原諒。拋磚引玉，供大家交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，共同進(jìn)步！
中科大王志剛教授課題組在聚乳酸基生物可再生熱塑性彈性體的合成及其結(jié)構(gòu)與性能研究方面取得新進(jìn)展
熱塑性彈性體是一種特殊的高分子材料，既具有彈性，又具有塑性，可以廣泛應(yīng)用在包裝材料、汽車零件、粘合劑、服裝與生物醫(yī)學(xué)等重要領(lǐng)域。熱塑性彈性體幾乎都是微相分離體系，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很低的橡膠相作為基體，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高的硬相作為分散相，分散在橡膠基體中起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用。目前常見的熱塑性彈性體原料基本依賴于石油化工工業(yè)，因而利用可再生的綠色原料來制備新型的具有優(yōu)異力學(xué)性能的熱塑性彈性體具有重要的意義，符合國(guó)家的可持續(xù)性的發(fā)展戰(zhàn)略。
近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)王志剛教授課題組以生物可再生資源丙交酯和異戊二烯為聚合單體，通過開環(huán)聚合（ROP）和可逆加成-斷裂轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合方法組合制備了一系列聚乳酸-b-聚異戊二烯-b-聚乳酸（PLA-b-PI-b-PLA）三嵌段共聚物，并進(jìn)一步探究了聚異戊二烯嵌段（PI）分子量和聚乳酸嵌段（PLA）結(jié)晶性對(duì)該熱塑性三嵌段共聚物的微相分離形貌和拉伸力學(xué)性能的影響。
圖1. (a) 通過開環(huán)聚合合成PLA大分子鏈轉(zhuǎn)移劑（PLA-CTA），(b) 通過RAFT聚合合成PLA-b-PI-b-PLA三嵌段共聚物。
通過調(diào)控軟段PI的分子量，可以實(shí)現(xiàn)聚乳酸三嵌段聚合物從熱塑性塑料向熱塑性彈性體的力學(xué)行為轉(zhuǎn)變，設(shè)計(jì)制備出具備不同力學(xué)性能的三嵌段彈性體，其最大斷裂強(qiáng)度達(dá)到13 MPa，最大斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到1424%，這給此類彈性體材料提供了很大的應(yīng)用前景（圖2）。通過調(diào)整PI鏈段長(zhǎng)度，在改變?cè)搹椥泽w材料的力學(xué)性能的同時(shí)，也得到不同的微相分離結(jié)構(gòu)，如球狀，柱狀或?qū)訝?em>結(jié)構(gòu)（圖3）。
圖2.
展開 ASAP模擬分析高亮度汽車 LED 前照燈的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本文對(duì)LED汽車前照燈的光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在遠(yuǎn)光燈設(shè)計(jì)時(shí)，采用側(cè)面放光的方式，光源發(fā)光經(jīng)自由曲面反射，光線全部反射匯聚以達(dá)到遠(yuǎn)光配光要求。在近光燈設(shè)計(jì)時(shí)，用3個(gè)相同的光學(xué)單元疊加以實(shí)現(xiàn)足夠的光通量。每個(gè)單元采用多橢球反射面將多芯片大功率LED光源發(fā)出的光進(jìn)行匯聚，經(jīng)擋板遮擋住部分光線以形成明暗截止線，光線再經(jīng)透鏡匯聚后得到近光燈所需光型。最后，采用ASAP軟件實(shí)現(xiàn)了仿真，仿真結(jié)果表明此設(shè)計(jì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 我們 采用 5 顆單顆 1 瓦的 LED 芯片，直線形串聯(lián)封裝在一個(gè)基板上，成為一顆 LED。芯片封裝排列長(zhǎng)度 5.5mm。 所封裝的 LED 光源的光譜特性和輻射分布圖如圖 1、 2 所示。
LED 汽車前照燈的光學(xué)設(shè)計(jì): 遠(yuǎn)光燈設(shè)計(jì)、近光燈設(shè)計(jì)
ASAP模擬與分析結(jié)果:對(duì)設(shè)計(jì)采用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ASAP進(jìn)行了光學(xué)建模 和仿真，測(cè)試屏幕在車燈前方25米處，（0，0）點(diǎn)為 屏幕中心。遠(yuǎn)光燈等照度曲線如圖5所示，可見亮點(diǎn) 在（0，0）點(diǎn)右側(cè)，照度達(dá)到了遠(yuǎn)光燈的要求。近光燈等照度曲線如圖6所示，明暗截止線清晰可見，大 照度值為29勒克斯。
本文完成了 LED 汽車前照燈光學(xué)設(shè)計(jì)和模擬，研究了適合汽車用前照燈的 LED 封裝形式，采用多顆 LED 芯片直線型排列，以硅膠平面式封裝，實(shí)現(xiàn)朗伯體光源，達(dá)到較大照射范圍。同時(shí)采用 ASAP 軟件實(shí) 現(xiàn)了光學(xué)設(shè)計(jì)的仿真，仿真結(jié)果表明所進(jìn)行的設(shè)計(jì)滿 足國(guó)家對(duì)汽車前照燈標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于 LED 發(fā)光角度 大為 180 度，擋板只檔住了很少的一部分光線，傳 統(tǒng)源為 360 光源，需要檔板遮擋 50%的光線才能形成 明暗截止線，因此采用 LED 光源作為汽車前照燈近光 燈光源，不僅光源的效率要高于傳統(tǒng)光源，而且整燈的光利用率要高于傳統(tǒng)近光燈30%左右。
展開 液冷電池熱管理系統(tǒng)在不同冷卻情況下的性能分析
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車（EV）和儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）等領(lǐng)域，其性能直接影響了系統(tǒng)運(yùn)行的安全與效率。鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低、成本低、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，但它們的性能對(duì)溫度非常敏感。熱安全性是限制電池發(fā)展的重要因素。通常情況下，電池模塊的最高溫度應(yīng)保持在288~313 K之間，電池之間的最大溫差應(yīng)控制在5 K以內(nèi)，以保證電池穩(wěn)定運(yùn)行。
電池熱管理系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括體積小、成本低、安裝簡(jiǎn)單、可靠性好等，也分為有源或無源、串聯(lián)或并聯(lián)等。無論是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)還是混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，電池都是主要組成部分。充電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充當(dāng)負(fù)載，放電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)充當(dāng)發(fā)電機(jī)組，并且只能在一定的溫度范圍內(nèi)放電和儲(chǔ)存電力。電池熱管理系統(tǒng)可以保證電池工作在最佳溫度范圍并保證電芯和模組的溫度均勻性，高溫會(huì)加劇電池內(nèi)部的副反應(yīng)，影響電池壽命甚至引發(fā)熱失控。然而低溫會(huì)導(dǎo)致內(nèi)阻增大、容量下降，進(jìn)而導(dǎo)致電池性能下降。因此，為了實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最佳性能，需要合適的電池熱管理系統(tǒng)。
02
成果掠影
近期，吉林大學(xué)江彥老師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種高效的電池熱管理系統(tǒng)，可以控制電池模塊的溫度，從而提高整體性能。該研究針對(duì)由12節(jié)方形LiFePO4電池組成的電池模塊設(shè)計(jì)了不同類型的液冷熱管理系統(tǒng)。以計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬為主要研究工具，提出了從傳熱和流動(dòng)阻力兩個(gè)方面評(píng)價(jià)冷板性能的參數(shù)，以及冷卻面、入口數(shù)量和冷卻液方向?qū)ζ淅鋮s效果進(jìn)行了研究。
展開 結(jié)構(gòu)-熱-光學(xué)性能分析的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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