柔性显示器概念性样机及专利最新进展

柔性显示器又称为可卷曲显示器,是用柔性材料如超薄玻璃、塑料或者金属箔片制成可视柔性面板而构成的可弯曲变形的显示装置。近年来,柔性显示器以其薄、轻、柔的特点受到越来越多的关注和青睐,柔性显示技术已成为显示行业最具竞争力的发展趋势之一。从产品和专利两个方面介绍了柔性显示技术领域几种最新的应用与突破性设计,并结合本中心目前的研究工作介绍了柔性显示器的关键技术和产业化进程,最后对柔性显示技术未来的发展作了展望。     

柔性显示用改性纸质基板的表面性能及机械性能研究

柔性显示因其具有可弯曲折叠的特性倍受人们的关注,而纸质基板因为成本低、弯曲性好、环境友好等优点在柔性显示领域具有广阔的应用前景.本文采用直接贴附、磁控溅射的成膜方法在纸质基板表面制备了PET/SiO2/Al2O3有机/无机复合阻隔薄膜,采用热重分析仪、原子力显微镜、X射线衍射仪、附着力测试、弯曲性能测试等方法对纸质基板...     

柔性轮对的轮轨接触参数分析

只考虑轮对弯曲振动下的结构柔性,建立了把车轴考虑成铁木辛科梁的柔性轮对简化模型,用格林函数求解其在稳态谐波力作用下的运动方程,从而求出车轮倾斜角位移.根据轮轨接触几何约束关系,用解析方法推导了柔性轮对与钢轨接触几何的约束方程组,对该约束方程组进行求解,得到轮轨接触几何参数,并与相应的刚性轮对轮轨接触参数进行了对比,讨论了轮对弯曲变形对轮轨接触点位置及其接触参数的影响.结果表明,当轮对横移量超过5mm时,轮对的结构柔性会导致轮轨接触参数发生明显变化;该简化模型可以有效地解决需要考虑轮对柔性的轮轨接触计算问题.     

柔性PZT外延薄膜制备及其电学性能研究

采用脉冲激光沉积技术在柔性云母衬底上制备高质量的Pb(Zr_(0. 52)Ti_(0. 48))O_3(PZT)外延薄膜.引入NiFe_2O_4作为外延生长种子层,实现PZT薄膜的(111)取向外延生长.电学性能测试显示其具有优异的铁电压电性能,在未弯曲时,剩余极化(2P_r)值和压电系数(d_(33))分别为55μC/cm~2和87 pm/V.柔性PZT存储单元在弯曲、变温等条件下的铁电保持、疲劳性能测试显示其具有可靠稳定的信息存储功能.该结果表明柔性PZT薄膜在可穿戴电子器件领域具有重要的应用前景.     

螺旋条带局部变形对柔性立管弯曲响应的影响

推导出非黏合柔性立管弯曲时螺旋条带曲率和挠率的变化量,采用能量法考虑了这一局部变形对螺旋层弯矩-曲率关系和弯曲刚度的贡献,并基于此建立了柔性立管弯曲响应分析的理论模型.算例分析表明:条带的局部变形对立管完全滑移刚度的影响较大,应在分析时予以正确考虑;将理论分析与实验测试的结果进行了对比,二者符合较好;条带的局部变形还将引入相应的应力成分,采用梁理论对此进行了计算,与商用软件的结果对比显示其对应力的影响较大.     

柔性显示用纸基复合阻隔层的探究

纸具有可弯曲、质量轻、环保可降解等优点,因而以纸为基板的柔性显示引起学者广泛研究的兴趣.柔性基板在显示领域扮演着重要的作用.本文通过对纸质基板进行Al_2O_3/SiO_2/PET复合阻隔层薄膜的制备,降低表面粗糙度、提高其阻水阻氧性能,以满足柔性显示基板要求.采用原子力显微镜、扫描电镜、氧气水汽透过性测试仪等进行性能表征,并与无阻隔层的纸质基板进行比较,发现改性后的纸质基板表面光滑度提高了11倍,氧气阻隔性与水汽阻隔性分别提高了272倍、9倍.     

打通型双串联与三串联柔性铰链设计与性能比较

平面折展柔顺机构(lamina emergent mechanisms,LEMs)的重要组成部分之一是柔性铰链,因此设计新型的平面折展扭转铰链(lamina emergent torsional joint,LET)能够对其运动起到十分关键的作用.本文提出了一种打通型LET柔性铰链,设计了打通型双串联柔性铰链和打通型三串联柔性铰链的两种结构形式,分别推导出了两种铰链的弯曲等效刚度计算公式.通过对设计实例的理论分析与有限元分析,验证了等效刚度计算公式的正确性.将外形尺寸相同的打通型双串联、三串联柔性铰链与外LET铰链进行了弯曲以及拉压性能的对比,结果表明,打通型三串联LET柔性铰链在拉压性能下降不明显的情况下,能够较大幅度地提升弯曲性能.     

作平面运动柔性梁的刚柔耦合动力学建模及分析

从连续介质力学理论出发,考虑变形产生的几何非线性效应对运动柔性梁的影响,在柔性梁的纵向、横向变形中考虑横向弯曲和轴向伸缩的耦合作用,得到了较为精确的变形模式,根据假设模态分析法对柔性梁进行离散,利用Kane方法建立平面柔性梁的刚柔耦合动力学方程.最后通过仿真算例验证了耦合模型的正确性和有效性.     

含复合材料结构的非黏结柔性立管弯曲特性

非黏结柔性立管常用于将海底油气资源输送到平台,有时因设计需要会包含复合材料圆柱壳层结构.以一类8层的非黏结柔性立管为研究对象,分析了含有复合材料圆柱壳层结构的非黏结柔性立管的弯曲特性.提出了一种作用于非黏结柔性立管的轴对称载荷和弯曲载荷联合作用的理论模型,同时建立了计及详细几何特性的非黏结柔性立管数值模型进行了验证.分析了两种典型复合材料及其纤维体积分数对非黏结柔性立管弯曲特性的影响.理论与数值结果吻合较好,计算结果表明：非黏结柔性立管的弯曲特性受复合材料圆柱壳层轴向弹性模量影响较大,轴向弹性模量较大的复合材料会较大地增强完全滑移阶段的非黏结柔性立管的弯曲刚度.非黏结柔性立管的轴向抗拉刚度和完全滑移阶段的弯曲刚度都随着复合材料圆柱壳层的纤维体积分数增大,接近线性增强.     

考虑弯扭耦合旋转叶片的动力学分析

应用拉格朗日方程建立了旋转柔性叶片非线性动力学控制方程.文中考虑了由于质量偏心所造成的弯曲与扭转振动的耦合,并假设了弯曲与扭转的一价振型对方程进行了离散,通过数值仿真给出了旋转运动所产生的叶片端部弯曲位移及转角位移,揭示了在叶片扭转刚度较大时,转角位移非常小.本文所建立的动力学方程可用于考虑弯扭耦合时实际旋转叶片的动力...     

新疆110m射电望远镜(QTT)天线高精度面板结构研制挑战

研制满足单面板精度为0.07mm(RMS)的高精度面板,是制造高精度新疆110m射电望远镜(QiTai Radio Telescope,QTT)天线的关键技术之一.QTT基于主动保形技术,为满足天线结构与性能优化需求,在保证面板精度同时面板数量需要控制.天线面板越大面型精度提升越困难,制造高精度大面板将面临严峻挑战.基于蜂窝夹层结构、蒙皮筋条结构,采用改进负压成型工艺,进行了高精度面板成型试验研究,试验结果表明面积小于1.5 m~2面板精度能满足需求,就目前国内工艺水平来看已无法研制更大面积单面板(如5 m~2).为了满足QTT需求,对组合面板结构进行了初探.仿真了采用传统以及过渡子桁架,基于刚性和等柔性支撑两种方式以及采用传统拼接组合面板形式.结果表明采用过渡子桁架方式面板精度、数量能够满足需求,但复杂子桁架结构研制成本高,且造成组合面板重量增加,会导致天线结构设计复杂影响天线性能;传统拼接组合面板结构虽然满足精度需求但其面板数量没有控制在理想范围内.展望了未来提高面板精度需要进一步开展的工作.     

新型混合柔性铰链的设计计算与参数优化

为满足微纳驱动技术快速发展对大柔度柔性铰链的迫切需求,在传统对称切口柔性铰链的基础上,提出了一类基于摆线和椭圆混合切口的新型混合柔性铰链及其优化设计方法.首先,根据材料力学悬臂梁弯曲变形和拉伸变形理论,推导了转动柔度和拉伸柔度的计算公式,考虑弯曲变形的应力集中现象,推导了最大应力的计算公式,通过有限元仿真验证了计算公式...     

面向柔性电子的形状记忆聚合物

与传统电子器件的刚性相比,柔性电子器件可弯曲、可延展,在诸如可穿戴设备等应用中显示出不可比拟的优势.现有柔性电子器件通常基于宏观平面设计,限制了其发展.形状记忆聚合物作为一类智能材料,具有形状可控、模量可调等特点,在电子器件方面受到了越来越广泛的关注.将形状记忆聚合物引入柔性电子器件,不仅可以更好地调节柔性电子器件的物理性能,还能使器件具有复杂的宏观三维立体结构,从而显示出更强大的功能.此外,形状记忆聚合物在柔性器件的制备上可以起到独特的作用.本文综述了形状记忆聚合物作为柔性电子基体材料和转印图章的发展过程及研究进展,并对该领域的未来发展方向进行展望.     

考虑腹板弯曲的一维格栅夹层结构热变形

针对温度载荷作用下一维格栅夹层结构的柱面弯曲问题,提出了一个新的考虑了腹板弯曲效应的分析模型. 假设夹芯内变形后腹板依然垂直于上、下面板,并且腹板两端无相对转动. 将腹板和面板均视为处于弯曲和热伸长状态下的弹性梁,由此建立了所选胞元的平衡及几何方程,以及相邻胞元间受力和位移的相互关系. 利用传递矩阵方法得到了夹层结构受热变形. 作为一个算例,分析了几何与材料参数对悬臂夹层结构自由端最大挠度的影响. 本文结果与有限元方法得到的结果相一致,证实了本文所提出的分析模型的正确性.      

基于LEMs的平面抗拉压柔性内铰链设计

针对平板折展(LET)柔性内铰链不适宜承受轴向拉力和压力的问题,提出了一种平面抗拉压柔性内铰链.首先,基于反演原则,设计了平面抗拉压柔性内铰链的外形结构;其次,推导了该柔性铰链的弯曲等效刚度与拉压等效刚度的闭式解析式,并用有限元软件对两个闭式解析式进行校验,分析结果显示封闭解与有限元结果的偏差分别小于1.76%和4.75%,从而验证了上述刚度闭式解析式的正确性;然后,利用转动轴心漂移量对平面抗拉压柔性内铰链的转动精度进行了分析;最后,将平面抗拉压柔性内铰链和LET柔性内铰链的各项性能进行比较.结果表明:在外形尺寸一致的情况下平面抗拉压柔性内铰链的弯曲刚度仅是LET柔性内铰链的1.19倍,而拉压刚度和转动轴心漂移量却分别为其19.15~27.70倍和88%;在弯曲刚度没有明显变化的前提下,平面抗拉压柔性内铰链的拉压刚度及转动精度均有显著提高.     

面向喉部微创手术的经口腔单孔柔性机器人设计

传统喉部微创手术主要是借助于支撑喉镜进行的.而这种方式建立的手术通道狭长,手术视野及手术操作空间受限,存在着视觉盲区及操作盲区.该文针对以上问题,设计了一种新型的经口腔单孔柔性机器人,该柔性机器人可通过弯曲运动改善视觉盲区与手术操作盲区.柔性臂外径为10 mm,最大弯曲角度可达225°,并且实现了双段弯曲.柔性臂内部集成了医用内窥镜,并预留了2个器械通道,可满足复杂手术需求.该研究还进行了喉部微创手术模型实验,验证了柔性机器人进行手术的可行性.     

应用于433 MHz的柔性低噪声放大器设计

随着柔性电子设备在越来越多的领域得到关注，具有可延展弯曲特性的柔性电子技术已经被广泛应用于可穿戴、健康检测等新型电子设备.虽然目前国内外在高速柔性电子领域已有众多研究，但研究成果大都关注高速晶体管和高速柔性电子分立器件的设计制造，对柔性电路设计与柔性器件对电路性能的影响的研究非常有限.介绍基于PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）基板的柔性单晶硅TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)以及相同衬底工艺制作的柔性电容电感，并以此为核心设计了柔性两级低噪声放大器（Low Noise Amplifier,LNA），最终在433 MHz的工作频率附近实现了具有13.2 dB增益、12 dBm的1 dB压缩点以及3.4 dB噪声系数的柔性低噪声放大器.讨论了柔性电容电感在弯曲态下对放大器增益以及噪声系数的影响，比较了柔性与硬质基底电路的性能差异，扩展了柔性电路在射频领域的应用，为更高频率下和更复杂结构的柔性电路设计提供了指导.     

西流水面板堆石坝三维流变分析

采用考虑堆石料流变性的分析模型,对西流水混凝土面板堆石坝进行了三维非线性有限元计算,得到了考虑堆石流变性后的坝体、面板及接缝的位移和应力,同时对比分析了堆石料流变性对混凝土面板堆石坝结构性态的影响．结果表明,虽然堆石流变性对大坝工作性态有一定影响,但对西流水面板坝而言,在考虑堆石流变性影响后,其设计方案在技术上仍是可行的．     

2.45GHz柔性微带天线的设计及传感特性

设计一种共面波导馈电的2.45 GHz柔性微带天线, 通过在高频结构仿真(HFSS)软件中构建3层人体组织模型（皮肤 脂肪 肌肉）, 仿真分析人体组织对天线关键参数的影响, 优化柔性天线的结构参数, 并研究柔性微带天线在弯曲状态下的传感性能. 测试结果表明: 天线中心频率在2.40 GHz处的回波损耗为-26 dB, 工作频带为2 030~2 770 MHz; 天线弯曲时中心频率发生偏移, 可应用于测量弯曲状态下的不同曲率半径.     

采用变长梁单元的柔性平面连杆机构的KED分析

本文采用变长梁单元来处理机构中的所谓“导杆”构件,在弹性小变形范围内,导出了考虑弯曲、剪切及轴向三种变形型式和计及截面转动惯量、端点集中质量、纵向弯曲影响的柔性平面连杆机构系统最一般的弹性运动微分方程式,不仅使其与全转动副柔性平面连杆机构KED分析在形式上得到了完全统一,而且更简明地给出了求其稳态解的Four柏r级数系数方程式.作为算例,文中给出了一转动导杆机构相应数值计算结果.