书 名 | 叠层制备结构热弹性分析 | 作 者 | 舒小平 |
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定 价 | 50.00 | 出版社 | 南京大学出版社 [1] |
出版时间 | 201512 |
本书建立叠层结构力学模型,导出热弹性解。就几何形体而言,涉及叠层梁、板、壳结构;就研究内容而言,有结构在高温环境下的热弹性响应,有高温制备的热残余问题,将分章节讨论。 包括狭义的叠层制备、涂层、梯度功能材料、三维打印等工艺,系统地建立了叠层制备结构热应力分析的解析方法和有限元方法。涉及梁、板、壳等各种叠层结构形式,包括各向同性、各向异性和压电等多种材料,分别基于经典理论、低阶理论、高阶理论、精化理论,获得了不同精度的热弹性解。既研究叠层制备结构的热残余现象,也讨论工件在温变状态下的热弹性响应。
目 录
第一章 热弹性力学基础
第1节 叠层制造的定义及其结构力学模型
第2节 直角坐标系下的基本关系和基本方程
第3节 柱坐标系和球坐标系下的基本关系和基本方程
第二章 叠层梁
第1节 经典理论热弹性解
第2节 一阶理论热弹性解
第3节 高阶理论热弹性解
第4节 叠层梁热残余显式解
第5节 涂层热残余显式解
第6节 基于梯度降温的叠层梁热残余解
第7节 叠层梁热残余有限元解
第三章 叠层板
第1节 经典理论热弹性解
第2节 一阶理论热弹性解
第3节 高阶理论热弹性解
第4节 简支矩形叠层板的热弹性解
第5节 叠层板热残余显式解
第6节 叠层板热残余有限元解
第四章 叠层圆柱壳和球壳
第1节 叠层圆柱壳和球壳热弹性解
第2节 叠层圆柱壳和球壳热残余解
第3节 叠层长圆柱壳热残余解
第4节 基于梯度降温的叠层圆柱壳和球壳热残余解
第五章 叠层扁壳和深壳
第1节 叠层扁壳热弹性解
第2节 叠层深壳热弹性解
第六章 压电材料叠层结构
第1节 压电叠层圆柱壳和球壳热弹性解
第2节 压电叠层圆柱壳和球壳热残余解
第3节 压电叠层梁热弹性解
第4节 压电叠层板热弹性解
2100433B
作者:舒小平
编辑:惠雪/苗庆松0
ISBN:978-7-305-16292-3
出版时间:201512
字数:200
定价:50.00
开本:32开
页数:160
装订:平装
版次:1
CIP分类号:O343.6
热塑性弹性体(thermoplastic elastomer,TPE)的定义为:在常温下显示橡胶弹性,在高温下能够塑化成型的高分子材料。因此,这类聚合物兼有热塑性橡胶和热塑性塑料的某些特点。热塑性弹性...
弹性腻子主要是用来找补墙面缝隙,由于它有一定的张力,在墙面缝隙在受温度/湿度/外力等影响,而随之改变,墙面不会出现缝隙。但是超过一定限度还会出现缝隙。“弹性”的含义就是有一定的张力。
弹性腻子采用丙烯酸乳液与无机材料复合而成,用于解决建筑墙体饰面龟裂的质量问题。使用于各种墙体饰面的抗微裂基层处理,包括混凝土、水泥砂浆抹面、空心砌砖及各类保温板饰面。按弹性高低分,分为高弹、中弹、低弹...
江苏省连云港市 淮海工学院院办,长期从事复合材料结构力学和叠层结构热弹性研究,主持省部级以上课题7项,在国内外学术刊物上发表论文约60篇。
采用丙烯酸弹性乳液为基料,以具有优异反射性能的纳米金属化合物、空心玻璃微珠、陶瓷微珠等作为功能改性材料,研制开发了一种集反射型隔热、辐射型隔热、阻隔型隔热为一体的高耐沾污的弹性隔热涂料。测试结果表明太阳光反射比为0.86,半球发射率为0.88,隔热温差高达15℃,耐沾污性小于13%。涂料隔热效果明显,具有抗沾污性强,断裂伸长率大于200%、耐候性好等优异的性能。
合成低聚物P(BA/AANa) ,以此为乳化剂合成了以PBA为核 ,PMMA为壳的性能优异的弹性涂料 ,并研究了低聚物用量、核壳用量比、壳层AA用量、交联剂用量和加料方式等因素对乳液和涂膜性能的影响 ,并通过红外光谱、TEM等表征手段进行了研究。
在设计多层PCB电路板之前,设计者需要首先根据电路的规模、电路板的尺寸和电磁兼容(EMC)的要求来确定所采用的电路板结构,也就是决定采用4层,6层,还是更多层数的电路板。确定层数之后,再确定内电层的放置位置以及如何在这些层上分布不同的信号。这就是多层PCB层叠结构的选择问题。
层叠结构是影响PCB板EMC性能的一个重要因素,也是抑制电磁干扰的一个重要手段。本文介绍多层PCB板层叠结构的相关内容。
对于电源、地的层数以及信号层数确定后,它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题。
层的排布一般原则:
1、确定多层PCB板的层叠结构需要考虑较多的因素。从布线方面来说,层数越多越利于布线,但是制板成本和难度也会随之增加。对于生产厂家来说,层叠结构对称与否是PCB板制造时需要关注的焦点,所以层数的选择需要考虑各方面的需求,以达到最佳的平衡。对于有经验的设计人员来说,在完成元器件的预布局后,会对PCB的布线瓶颈处进行重点分析。结合其他EDA工具分析电路板的布线密度;再综合有特殊布线要求的信号线如差分线、敏感信号线等的数量和种类来确定信号层的层数;然后根据电源的种类、隔离和抗干扰的要求来确定内电层的数目。这样,整个电路板的板层数目就基本确定了。
2、元件面下面(第二层)为地平面,提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面;敏感信号层应该与一个内电层相邻(内部电源/地层),利用内电层的大铜膜来为信号层提供屏蔽。电路中的高速信号传输层应该是信号中间层,并且夹在两个内电层之间。这样两个内电层的铜膜可以为高速信号传输提供电磁屏蔽,同时也能有效地将高速信号的辐射限制在两个内电层之间,不对外造成干扰。
3、所有信号层尽可能与地平面相邻。
4、尽量避免两信号层直接相邻;相邻的信号层之间容易引入串扰,从而导致电路功能失效。在两信号层之间加入地平面可以有效地避免串扰。
5、主电源尽可能与其对应地相邻。
6、兼顾层压结构对称。
7、对于母板的层排布,现有母板很难控制平行长距离布线,对于板级工作频率在50MHZ以上的(50MHZ以下的情况可参照,适当放宽),建议排布原则:
(1)元件面、焊接面为完整的地平面(屏蔽);
(2)无相邻平行布线层;
(3)所有信号层尽可能与地平面相邻;
(4)关键信号与地层相邻,不跨分割区。
注:具体PCB的层的设置时,要对以上原则进行灵活掌握,在领会以上原则的基础上,根据实际单板的需求,如:是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等,确定层的排布,切忌生搬硬套,或抠住一点不放。
8、多个接地的内电层可以有效地降低接地阻抗。例如,A信号层和B信号层采用各自单独的地平面,可以有效地降低共模干扰。
常用的层叠结构
4层板
下面通过 4 层板的例子来说明如何优选各种层叠结构的排列组合方式。
对于常用的 4 层板来说,有以下几种层叠方式(从顶层到底层)。
(1)Siganl_1(Top),GND(Inner_1),POWER(Inner_2),Siganl_2(Bottom)。
(2)Siganl_1(Top),POWER(Inner_1),GND(Inner_2),Siganl_2(Bottom)。
(3)POWER(Top),Siganl_1(Inner_1),GND(Inner_2),Siganl_2(Bottom)。
显然,方案 3 电源层和地层缺乏有效的耦合,不应该被采用。
那么方案 1 和方案 2 应该如何进行选择呢?
一般情况下,设计人员都会选择方案 1 作为 4层板的结构。选择的原因并非方案 2 不可被采用,而是一般的 PCB 板都只在顶层放置元器件,所以采用方案 1 较为妥当。
但是当在顶层和底层都需要放置元器件,而且内部电源层和地层之间的介质厚度较大,耦合不佳时,就需要考虑哪一层布置的信号线较少。对于方案 1而言,底层的信号线较少,可以采用大面积的铜膜来与 POWER 层耦合;反之,如果元器件主要布置在底层,则应该选用方案 2 来制板。
如果采用层叠结构,那么电源层和地线层本身就已经耦合,考虑对称性的要求,一般采用方案 1。
6层板
在完成 4 层板的层叠结构分析后,下面通过一个 6 层板组合方式的例子来说明 6 层板层叠结构的排列组合方式和优选方法。
(1)Siganl_1(Top),GND(Inner_1),Siganl_2(Inner_2),Siganl_3(Inner_3),POWER(Inner_4),Siganl_4(Bottom)。
方案 1 采用了 4 层信号层和 2 层内部电源/接地层,具有较多的信号层,有利于元器件之间的布线工作,但是该方案的缺陷也较为明显,表现为以下两方面:
① 电源层和地线层分隔较远,没有充分耦合。
② 信号层 Siganl_2(Inner_2)和 Siganl_3(Inner_3)直接相邻,信号隔离性不好,容易发生串扰。
(2)Siganl_1(Top),Siganl_2(Inner_1),POWER(Inner_2),GND(Inner_3),Siganl_3(Inner_4),Siganl_4(Bottom)。
方案 2 相对于方案 1,电源层和地线层有了充分的耦合,比方案 1 有一定的优势,但是
Siganl_1(Top)和 Siganl_2(Inner_1)以及 Siganl_3(Inner_4)和 Siganl_4(Bottom)信号层直接相邻,信号隔离不好,容易发生串扰的问题并没有得到解决。
(3)Siganl_1(Top),GND(Inner_1),Siganl_2(Inner_2),POWER(Inner_3),GND(Inner_4),Siganl_3(Bottom)。
相对于方案 1 和方案 2,方案 3 减少了一个信号层,多了一个内电层,虽然可供布线的层面减少了,但是该方案解决了方案 1 和方案 2 共有的缺陷。
① 电源层和地线层紧密耦合。
② 每个信号层都与内电层直接相邻,与其他信号层均有有效的隔离,不易发生串扰。
③ Siganl_2(Inner_2)和两个内电层 GND(Inner_1)和 POWER(Inner_3)相邻,可以用来传输高速信号。两个内电层可以有效地屏蔽外界对 Siganl_2(Inner_2)层的干扰和Siganl_2(Inner_2)对外界的干扰。
综合各个方面,方案 3 显然是最优化的一种,同时,方案 3 也是 6 层板常用的层叠结构。通过对以上两个例子的分析,相信读者已经对层叠结构有了一定的认识,但是在有些时候,某一个方案并不能满足所有的要求,这就需要考虑各项设计原则的优先级问题。遗憾的是由于电路板的板层设计和实际电路的特点密切相关,不同电路的抗干扰性能和设计侧重点各有所不同,所以事实上这些原则并没有确定的优先级可供参考。但可以确定的是,设计原则 2(内部电源层和地层之间应该紧密耦合)在设计时需要首先得到满足,另外如果电路中需要传输高速信号,那么设计原则 3(电路中的高速信号传输层应该是信号中间层,并且夹在两个内电层之间)就必须得到满足。
10层板
PCB典型10层板设计一般通用的布线顺序是TOP---GND---信号层---电源层---GND---信号层---电源层---信号层---GND---BOTTOM
本身这个布线顺序并不一定是固定的,但是有一些标准和原则来约束:如top层和bottom的相邻层用GND,确保单板的EMC特性;如每个信号层优选使用GND层做参考平面;整个单板都用到的电源优先铺整块铜皮;易受干扰的、高速的、沿跳变的优选走内层等等。
文章来源:21IC电源网
专门用于薄膜叠层。
(Deployable Structures)是一种用时展开、不用时可折叠收起的结构.从这个意义上说,有着悠久历史广为人们所熟悉的雨伞或阳伞就是一种折叠结构,这表明折叠结构的思想古已有之,但折叠结构用于建筑领域、并形成相应的设计计算理论是近几十年来的事.1961年西班牙建筑师皮奈偌(P.Pinero)展出了他的伤口一个可折叠移动的小剧院,人们从中发现了这种结构的诸多优点.折叠结构一般可重复使用,且折叠后体积小,便于运输及储存,与永久性建筑物相比不仅在施工上省时省力,而且可避免不必要的资金再投入而造成的浪费.随着人们对“折叠”概念逐渐理解,折叠结构在计算理论上及结构形式上都得以很大发展,这种结构已走出实验室,得到了广泛的工程应用。