【正文】 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。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。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(jié)構(gòu)之間的定量關系，并揭示復合材料結(jié)構(gòu)在一定工況下的響應規(guī)律及其本質(zhì)。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。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(jié)構(gòu)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。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?？梢宰匪莸?9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。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。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。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)。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。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。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。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。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。研究的難點在于復合材料破壞的隨機性和復雜性。目前復合材料發(fā)展的一個重要趨勢是結(jié)構(gòu)與功能一體化。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。(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。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。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。=sfuf+smu m（1）式中，uf及um分別為纖維及基體的體積含量。E（2）c結(jié)合（1）式及（2）式可以得到纖維所承擔的載荷sf=式中，h=EfufEfs165。其中，AA162。為纖維及基體界面滑移部分的端點，在AA162。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。由于在AA162。纖維所承擔應力在裂紋面上（z=l）,為T=sf(l)=sf+可以導出，在滑移段纖維的應變分布為2tl（5）Afef(z)=ddf(z)dz=sfEf+2tz（6）REf式中，df(z)為z處纖維的位移。z246。1247。248。z246。247。l248。面的位移為dm=dm(l)=因此，裂紋的張開位移可寫成u=dfdm=sml2Em（10）sfEfl+tREfl2sm2Eml=tREfl2+s165。252。249。R239。l=1+1234。237。(12)24(1+h)uft239。hs165。239。254。252。249。239。p=Tuf=1++1234。237。(13)222(1+h)239。hs165。239。254。252。249。（14）ph239。234。2(1+h)239。h2u0238。2s165。165。u0，這是穩(wěn)態(tài)開裂的解233。s165。 9140A2003 衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機構(gòu)技術 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(jié)構(gòu)與機構(gòu)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。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。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。（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。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。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。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。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。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。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。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。對高性能輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料、高溫結(jié)構(gòu)材料、樹脂基復合材料透波、燒蝕等結(jié)構(gòu)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。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”。(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。(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?；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。功能梯度材料裂紋擴展研究 隨著航天、航空等高新技術領域?qū)Σ牧弦蟮闹鸩教岣?，功能梯度材料隨之產(chǎn)生。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。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。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。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。對于力學工作者，其破壞性能尤為受到關注。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。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。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(zhuǎn))。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(jié)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。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。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。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。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。這類方法雖然計算費用高，但具有較好的穩(wěn)定性。并將EFGM方法用于動態(tài)裂紋擴展的模擬。Belytschko和Hegen等將EFGM方法和有限元耦合發(fā)揮各自的優(yōu)勢。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。電子封裝技術進展 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。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