材料开题报告

时间：2025-07-05 09:11:39 小英开题报告我要投稿

材料开题报告范文（通用5篇）

　　想做一份本科开题报告，你知道要怎么写吗?下面是为大家带来的材料开题报告范文，希望可以帮助大家。

材料开题报告范文（通用5篇）

　　材料开题报告 1

　　一、研究背景

　　本课题为注塑设计，模具作为一种高附加值和密集型，其技术水平的高低已经是衡量一个国家制作业水平高低的重要标志之一，而本题的研究将涉及一些二维及三维软件软件的应用，如AutoCad等，以及相关软件的应用。在独立思考、独立工作能力方面获得培养和提高。随着制品在机械、电子、交通、国防、农业、等各个行业广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。同时本次毕业设计还设计模流分析及数控加工。因此通过本次设计将对我所学的知识巩固及灵活运用所学知识来解决解决实际问题有着深远的意义。

　　二、文献综述

　　模具工业是高新技术产业化的重要领域，本文分析和总结了塑料模设计的原理、特点及塑料模具的分类。随着模具CAD/CAM/CAE技术日趋成熟，CAD/CAM/CAE技术广泛应用于模具设计和模具凹凸模的自动编程数控加工中，本文对CAD/CAM/CAE技术中的常用软件UG及MoldFlow的特点及应用进行了总结。

　　1前言

　　模具是工业生产中的基础工艺设备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。

　　2注塑模简介

　　注塑成型又称注塑模具，是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，并且能够成功地将某些热固性塑料注塑成型。注塑成型可成型各种形状的塑料制品，其优点包括成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的制品，且生产效率高，易于实现自动化，因而广泛应用在塑料制品生产当中。

　　2、1注塑成型原理及特点

　　塑料的注塑成型过程，就是借助螺杆或柱塞的推力，将已塑化的塑料熔体以一定的压力和速度注入模具型腔内，经过冷却固化定型后开模而获得制品。因此，可以说注塑成型在塑料装配生产中具有重要地位。

　　2、1、1注塑成型原理

　　注塑成型所用的模具即为注塑模（也称为注射模），注塑成型的原理（以螺杆式注射机为例）。首先将颗粒或粉状的塑料加入料斗，然后输送到外侧装有电加热的料筒中塑化。螺杆在料筒前端原地转动，使被加热预塑的塑料在螺杆的转动作用下通过螺旋槽输送至料筒前端的喷嘴附近。螺杆的转动使塑料进一步塑化，料温在剪切摩擦热的作用下进一步提高并得以均匀化。当料筒前端堆积的熔体对螺杆产生一定的压力时（称为螺杆的背压），螺杆将转动后退，直至与调整好的行程开关接触，从而使螺母与螺杆锁紧。具有模具一次注射量的塑料预塑和储料过程结束。

　　这时，马达带动气缸前进，与液压缸活塞相连接的螺杆以一定的速度和压力将熔料通过料筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合模具型腔中。熔体通过喷嘴注入闭合模具型腔后，必须经过一定时间的保压，熔融塑料才能冷却固化，保持模具型腔所赋予的形状和尺寸。当合模机构打开时，在推出机构的作用下，即可顶出注塑成型的塑料制品。

　　2、1、2注塑模设计的特点

　　塑料注塑模能够一次成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的塑料制件。在注塑件生产中，通常以最终塑料制品的质量来评价模具的设计和制造质量。

　　注塑件质量包括表现质量和内在质量。表现质量的衡量标准为塑件的形状和尺寸精度，包括注塑件的表面粗糙度和表现缺陷状况。常见的表现缺陷有凹陷、气孔、无光泽、发白、银纹、剥皮、暗斑纹、烧焦、裂纹、翘曲、溢料飞边或可见熔合缝等。内在质量也就是性质质量，包括熔合缝强度、残余应力、密度和收缩等。

　　先进的模具必须在使用寿命期限内保证制品质量，并需要具备良好的技术经济指标。这就要求模具动作可靠，自动化程度高，热交换效率好，成型周期短。其次，合理选用模具材料，恰当确定模具制造精度，简化模具加工工艺，降低模具的制造成本亦十分重要。

　　2、2注塑模具分类

　　凡是注塑模具，均可分为动模和定模两大部件。注塑充模时，动模与定模闭合，构成型腔和浇注系统；开模时，动模与定模分离并取出制件。定模安装在注射机的固定模板上，而动模则安装在注射机的移动模板上。按照模具上各个零件的功能划分，注塑模具主要由以下7个系统或机构组成：

　　1、成型零件成型零件是指构成型腔、直接与熔体相接触并分型塑料制件的零件。成型零件通常包括凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。

　　2、浇注系统将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分

　　3、流道、浇口和冷料井组成。

　　4、导向和定位机构为确保动模和定模在闭合时能够准确导向和定位对中，通常需要在动模和定模上分别设置导柱和导套。如果使用的是深腔注塑模，那么还需要在主分型面上设置锥面定位。有时为保证脱模机构的准确运动和复位，还需要设置导向零件。脱模机构脱模机构是指在开模过程的后期将塑件从模具中脱出的机构。脱模机构由顶杆、拉料杆、顶出固定板、顶出板和回程杆组成。

　　5、侧向分型抽芯机构带有侧凹槽或侧孔的塑件在脱出模具之前，必须先进行侧向分型，或者拔出侧向凹模或抽出侧型芯。

　　6、温度调节系统为了满足注塑工艺对模具温度的要求，模具设有冷却或加热的温度调节系统。冷却模具时，通常是在模板内开设冷却水道，而加热则是在模具内或周边安装电加热元件。具有特殊要求的注塑模，还需要配备模温自动调节装置。

　　7、排气系统为了在注塑充模过程中将型腔内原有空气排出，通常在分型面处开设排

　　气槽。由于小型腔排气量不大，可直接利用分型面排气，也可以利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间的间隙排气，而大型注塑模则需要预先设置专用排气槽。

　　3UG/NX简介

　　UGNX（原名：Unigraphics）是一个由西门子UGSPLM软件开发，集CAD/CAE/CAM于一体的产品生命周期管理软件。UGSNX支持产品开发的整个过程，从概念（CAID），到设计（CAD），到分析（CAE），到制造（CAM）的完整流程。

　　UG从CAM发展而来。20世纪70年代，美国麦道飞机公司成立了解决自动编程系统的数控小组，后来发展成为CAD/CAM一体化的UG1软件。90年代被EDS公司收并，为通用汽车公司服务。2007年5月正式被西门子收购；因此，UG有着美国航空和汽车两大产业的背景。

　　自UG19版以后，此产品更名为NX。NX是UGS新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。NX独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。

　　NX可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。NX建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的`效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。NX使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。

　　4MoldFlow软件的应用

　　AutodeskMoldflow是欧特克公司开发的一款用于塑料产品、模具的设计与制造的行业软件。Moldflow为企业产品的设计及制造的优化提供了整体的解决方案，帮助工程人员轻松的完成整个流程中各个关键点的优化工作。

　　在产品的设计及制造环节，Moldflow提供了两大模拟分析软件：AMA（Moldflow塑件顾问）和AMI（Moldflow高级成型分析专家）。AMA简便易用，能快速响应设计者的分析变更，因此主要针对注塑产品设计工程师，项目工程师和模具设计工程师，用于产品开发早期快速验证产品的制造可行性，AMA主要关注外观质量（熔接线、气穴等）、材料选择、结构优化（壁厚等）、浇口位置和流道（冷流道和热流道）优化等问题。AMI用于注塑成型的深入分析和优化，是全球应用最广泛的模流分析软件。企业通过Moldflow这一有效的优化设计制造的工具，可将优化设计贯穿于设计制造的全过程，彻底改变传统的依靠经验的“试错”的设计模式，使产品的设计和制造尽在掌握之中。AutodeskMoldflow

　　Adviser透过简化注塑成型的模拟帮助设计者优化模具设计的诸多特征，如浇口，流道，模穴的排位。引导设计者从分析的开始建立直到结果的解析，并帮助他们认识到通过壁厚，浇口位置，材料，产品几何的变更是如何影响产品的制造可行性的。通过对成型工艺的模拟能够帮助设计者找出并解决潜在的问题，AutodeskMoldflowAdviser使得每一位设计工程师都能自信的完成注塑件的设计。

　　三、设计任务目的与要求

　　设计模具装配图1张，要求CAD绘图。

　　绘制全部零件图，并注明各个零件的材料、尺寸、公差、表面粗糙度和热处理等技术要求。

　　编写设计说明书一份（约2万字），打印成册。设计说明书按给定形式编写和装订，设计图纸可以单独装订。全部毕业论文件汇总袋装。

　　四、设计时间安排

　　20XX、3、1—20XX、3、26：搜集资料和确定工艺方案，性能方面的资料和有关注塑工艺方面的资料，主要有《机械工程材料》、《塑料成型工艺及模具设计》、《模具制造工艺学》等。

　　20XX、3、27—20XX、4、30：注塑工艺设计，模具结构设计及计算，注塑机选择及画模具装配图和各零件图。

　　20XX、5、1—20XX、5、14：写设计说明书。

　　20XX、5、15—20XX、6、5：检查修改说明书，准备答辩。

　　20XX、6、5—20XX、6、10：答辩。

　　材料开题报告 2

　　一、选题依据：

　　随着信息时代的到来，电子工业得到了迅猛发展，计算机和移动电话等产品的迅速普及，使得电子产业成为最引人注目和最具发展潜力的产业之一，电子产业的发展也带动了与之密切相关的电子封装业的发展，其重要性越来越突出。电子封装从早期的为芯片提供机械支撑、保护和电热连接功能，逐渐融入到芯片制造技术和统集成技术之中。电子工业的发展离不开电子封装的发展，20世纪最后二十年，随微电子、光电子工业的巨变，为封装技术的发展创造了许多机遇和挑战，各种先进的封装技术不断涌现。

　　近年来， SiCp/A1复合材料发展十分迅速，特别是作为电子级功能复合材料的优势逐渐被人们所认识，现已作为新型电子封装材料重要开发方向之一。随着航空、大规模集成电路、军事通讯等方面的不断发展，传统的电子封装材料已经满足不了这些领域的要求。例如:电子半导体集成度越来越高，所用的电子封装材料要求有高的热导率，低的线膨胀系数;在航空方面，飞机起飞、导弹发射等，电子系统常伴随激烈的温度变化，所用电子封装材料要求具有高的热导率和低的线膨胀系数，同时其质量也是必须考虑的重要因素。而传统封装金属材料Al、Cu的线膨胀系数都较大，同器件匹配性能差，Fe - Ni合金热导率低、密度大,均存在一定缺陷。而SiC颗粒增强Al基复合材料具有高热导率、低线膨胀系数、密度小等优点,因而用作新型电子封装材料前景广阔[1]。

　　SiCp/Al 复合材料是由连续状的Al及Al合金与多形态的SiC颗粒所构成的。作为金属基复合材料的增强物，SiC颗粒具有高模量、高硬度、低热膨胀、高热导率、来源广泛、成本低廉的优点。而作为基体材料，Al合金具有低密度(2.7g/cm3)，高热导率，价格低廉以及热加工容易等优点，其缺点是热膨胀系数较高。综合以上因素，并考虑到电子封装材料必须具备很低的且与基底匹配的热膨胀系数(CTE)，高的热导率，高刚度，低密度，及低成本等特性，将二者复合而成颗粒增强铝基复合材料后，材料具有了Al 和SiC二者的优点，即高热导率、低热膨胀系数、高强度、低密度等，这些特性几乎代表了理想封装材料的所有性能要求，这使得颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)成为电子封装用金属基复合材料中倍受瞩目、研究最多、潜在应用最广的复合材料。具体来说，这种材料的综合性能优点表现在以下几个方面:(1)可根据所需要求进行设计;例如，通过控制 SiC的百分含量、具体合金成分、复合材料的热处理方法可调整复合材料的热膨胀系数和热导率。(2)良好的力学性能，如高的比强度和比刚度。(3)具有很好的经济价值。一方面制备方法可以沿用传统的工艺方法，如铸造工艺，最近在压力或无压渗透方面进展，使 SiC颗粒的百分含量显著提高;采用合适的方法，SiCp/Al复合材料可以实现产品的净成型或近净成型。另一方面SiC颗粒(微米级)价格便宜，来源丰富。因此，对 SiCp/Al这种新型复合材料进行深入研究是很有意义的。

　　二、文献综述：

　　正是因为 SiCp/Al 复合材料有这些显著的优势，从 80 年代开始，国外的一些研究部门投入了大量人力、物力以及财力致力于SiCp/Al复合材料的研究，并已首先在航空航天、光学、仪表等领域取得了实际的应用[2]。例如：美国下一代主力战机 F-22“猛禽”上的自动驾驶仪、发电单元、抬头显示器、电子计数测量阵列上广泛采用高体积分数 SiCp/Al 复合材料代替传统材料(如包 Cu 的 Mo,W/Cu等)做封装和热沉构件，取得减重70%以上的显著效果;同时因为这种材料具有的很高热导率(一般高于 150W/m.k)，从而显著降低电子模块的工作温度，提高电子设备工作的可靠性。此外国外也有采用这种电子封装材料取代 W/Cu 合金作为相控阵雷达的封装底座，取得减重 80%以上的惊人效果。1988年美国ACMC公司采用光学级SiCp/Al复合材料研制成超轻空间望远镜的主反射镜和次反射镜，比传统的反射镜重量减轻了 50%以上。英国航天金属基复合材料公司(AMC)采用机械合金化法制备出高刚度、耐疲劳的SiCp/Al复合材料，成功地应用于法国Eurocopter 公司生产的新型民用直升机。同铝合金相比，构件的刚度提高约 30%，寿命提高 5%;与钛合金相比，构件的重量降低了25%。

　　国内在SiCp/Al复合材料的制备方法、工艺及性能等，都已有大量的研究和相关报导。如中南大学熊德赣等人通过在炉体内先抽真空降低预制件的渗透压力，制备出用于相控阵雷达 T/R 组件封装外壳体积分数约为65%的SiCp/Al复合材料[3]。上海交大采用真空吸铸法也成功制备了高体积分数的SiCp/Al复合材料，其具体工艺是把预制件放入真空吸铸炉的上室，下室放装有Al液的坩埚,上室抽真空后下室充入高压氮气，使 Al 液吸入预制件中，凝固后形成复合材料[4]。武高辉等人用干压成型法制备体积分数 70%SiC 颗粒预制块,在 600℃压铸形成复合材料,其热膨胀系数在(6.9～9.7)×10-6K-1间可调,热导率大于110 W/m.K[5]。但投入实际应用的还较少。

　　SiCp/Al复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优良的物理性能，且制造成本低，可用传统的金属加工工艺进行加工，引起了材料研究者们的极大兴趣，在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出了巨大的应用潜力。

　　国外投入了大量财力致力于颗粒增强铝基复合材料的研究，并已在航空航天、体育、电子等领域取得应用。如作为结构材料，SiCp/Al复合材料已被大规模应用于直升机旋翼系统上。美国海军飞行动力试验室研制成 SiCp/Al复合材料薄板，应用于新型舰载战斗机上。国内从 80年代中期开始在863 计划的支持下，经过十几年的努力，在颗粒增强铝基复合材料的研究方面已有了很大的提高，在材料的组织性能、复合材料界面等方面的研究工作已接近国际先进水平。国内外学者对碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法、界面、增强机制、显微组织及其对复合材料力学性能的影响、后续加工等方面都做了大量的研究工作，SiCp/Al复合材料制备方法及 SiCp/Al基体界面的研究现状及进展基本如下。

　　目前，制备SiCp/Al复合材料的方法主要有固态法、液态法及原位合成技术。

　　1 固态法

　　固态法主要指粉末冶金法，是传统的制备PRMMC 工艺，其优点是可以任意改变SiC 颗粒和Al的体积配比，能获得不同颗粒体积含有率的复合材料，缺点是受温度、压力及二次加工工艺和设备的限制，不宜做过大或形状复杂的零件，其制备成本约为基体合金的4-10 倍。

　　王晓阳[6]等采用650-690℃热压烧结的方法制得SiC体积分数分别为50%、55%、60%的复合材料，其中60vol%的`SiCp/A1在25～100℃的平均热膨胀系数为8.1×10-6/k，室温热导率为145W/(m?K)，都符合电子封装的要求。美国Polese公司采用全自动精确压制成近成形坯体，后烧结获得近净形的50%-70%SiCp/Al复合材料[7]。

　　2 液态法

　　液态法主要指铸造法，该法成本较低，便于一次形成复杂工件，所需设备相对简单，能适应批量生产，是近年来研究较多、发展较快的复合材料制备方法。常用的铸造法有浸渗法(包括压力浸渗法和自浸渗法)、离心铸造法、机械搅拌铸造法和挤压铸造法。其中，以搅拌铸造法制备颗粒增强金属基复合材料最有希望实现大规模生产。

　　3 原位合成技术

　　原位合成技术是近几年新发展起来的一种制备复合材料的方法[8]。其基本原理是在一定条件下通过元素之间或元素与化合物之间的化学反应，在金属基体内原位生成一种或几种高硬度、高弹性模万方数据量的陶瓷增强相，从而达到强化金属基体的目的。由于增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，界面结合强度较高。同时,不需外加增强颗粒也省去了增强体单独合成、处理和加入等工序，简化了工艺。但由于原位合成技术发展较晚，研究时间较短，工艺技术及基础理论研究方面还不完善，今后在增强相的均化方面、PRMMC的凝固特征、控制有害化合物生成等方面还需进行深入研究。

　　SiCp/Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景，但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，其相关领域的研究及发展也应给予重视。

　　1 现有工艺方法虽然成功制造了复合材料，但很难用于工业化生产[9]，仍处于实验室研究阶段。另外，SiC 颗粒具有较大的表面积，表面能较大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。

　　2 金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度的增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[10]。另外，增强体影响焊接熔池的粘度和流动性，并与基体金发生化学反应限制了焊接速度，给金属基复合材料的焊接造成了极大的困难。因此，解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要内容。

　　3 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究，即如何解决金属基复合材料与环境的适应性，实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视，这个问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因此，关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。

　　4 计算机辅助设计的应用复合材料由常规设计向计算机辅助设计转变也是今后的发展趋势之一，这方面尚需做大量的工作，包括建立完整的数据库，构造尽可能接近实际的模型等。

　　三、研究内容：

　　1.课题研究内容

　　(1)研究SiCp/Al复合材料的界面形貌、界面反应及生产物、断口形貌以及材料内部的缺陷等;

　　(2)研究SiC粒径、形状、SiC体积分数、界面情况以及SiCp/Al复合材料的致密度对复合材料的力学性能、热物理性能(热膨胀系数及热导率)的影响;

　　(3)热处理对材料性能的影响。

　　2.拟解决的关键性问题

　　(1)复合材料性能的好坏主要取决于界面结合的好坏,而界面结合与SiC、Al的润湿性有很大的关系,因此需要解决SiC与Al的润湿性问题;

　　(2)复合材料的界面反应，反应产物以及对有害界面反应的控制，寻找界面反应发生的一般规律;

　　(3)考察热循环对材料性能稳定性的影响。

　　3.拟采取的实验方案

　　将复合材料进行退火及T6处理,通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)对复合材料的微观组织进行观察,对比分析其组织形貌、成分、缺陷等;

　　测量材料的密度、致密度、抗折强度、硬度等力学性能，以及材料的热物理性能(热热膨胀系数、热导率)等。

　　选取几组组织好的一定体积分数的坯料，利用挤压工艺进行挤压成形。改变挤压压力、挤压温度、保压时间等参数，各种固定参数下挤压3-5个试件，以便实验数据真实可靠。

　　对挤压件进行热处理，测试抗折强度、密度、致密度、硬度、热膨胀系数，热导率等热物理性能，确定最佳热处理规范。

　　四、主要参考文献：

　　[1] 武高辉,张强,SiCp/Al复合材料在电子封装应用中的基础研究[J],电子元件与材料,,6(22):27～29

　　[2] 崔岩,碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J],材料工程, , 6: 3～6

　　[3] 王文明,潘复生,P/M制备SiCp/Al复合材料的研究现状[J],粉末冶金技术,,22(6):364～368

　　[4] 熊德赣,刘希从,小批量铝碳化硅T/R组件封装外壳的研制[J],电子与封装, 2004, 7(4):29～32

　　[5] 孙鹏飞, SiC颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为研究[D], 硕士学位论文, 上海交通大学，:25～27

　　[6] 王晓阳，朱丽娟，刘越.粉末冶金法制备Al/SiC电子封装材料及性能[J]。电子与封装，7(5)：9

　　[7] 钟鼓，吴树森，万里。高SiCp或高Si含量电子封装材料研究进展[J].材料导报，22(2)：13～17

　　[8] 武高辉,张强,SiCp/Al复合材料在电子封装应用中的基础研究[J],电子元件与材料,2003,6(22):27～29

　　[9]Koczak M J;Premkumar M K Emerging Technologies for the In-Situ ProductionMMCs 1993

　　[10].YU M TARNOPOUSKII;VLKULAKOV Applied Problems of Mechanics of Composite Structures[外文期刊](12)

　　材料开题报告 3

　　1.课题名称：

　　钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发

　　2.项目研究背景：

　　所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计，建筑指各种房屋及其附属的构筑物。建筑结构是在建筑中，由若干构件，即组成结构的单元如梁、板、柱等，连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。

　　编写算例使用建设部最新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-xx,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比，新增内容约占15%，有重大修订的内容约占35%，保持和基本保持原规范内容的部分约占50%，规范全面总结了原规范发布实施以来的实践经验，借鉴了国外先进标准技术。

　　3. 项目研究意义：

　　建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。

　　由于结构计算牵扯的数学公式较多，并且所涉及的规范和标准很零碎。并且计算量非常之大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，许多多高层建筑不断的被建造。这些建筑无论从时间上还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件开发就显得尤为重要。

　　一栋建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。这些问题已经正确解决，结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了，因此原来在学校使用的手算方法，将被运用到具体的程序代码中去，精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法，还要想到如何把这些做法用代码来实现，

　　4.文献研究概况

　　在不同类型的结构设计中有些内容是一样的，做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错，计算机也是如此的。

　　建筑结构设计统一标准(gbj68-84) 该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则，是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则，这些规范均应按本标准的'要求制定相应的具体规定。制定其它土木工程结构设计规范时，可参照此标准规定的原则。本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个

　　结构，以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段，以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。本标准引进了现代结构可靠性设计理论，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定，即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量，使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上，并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性，属于概率设计法，这是设计思想上的重要演进。这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势，而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。

　　材料开题报告 4

　　学位论文是学生获得不同等级学位的一个必要条件，但学位论文的撰写一定要通过开题报告这个关，如果开题报告不被通过，那么就不允许撰写学位论文，显然开题报告对于学位论文而言至关重要。学位论文的开题报告如何撰写?开题报告由哪几部分构成?各部分之间是什么关系?各部分的撰写有什么具体的要求?所有这些问题都需要在撰写开题报告之前弄明白。

　　一选题及目的

　　撰写学位论文的开题报告首先要有选题。选题就是学生学位论文的研究题目。选题有几种来源，要么来自于个人的生活经验或专业经验，要么来自文献阅读，要么来自于老师的建议。

　　选题还会涉及选题的大小、选题的范围。它们都是相对而言的，这也视研究队伍的大小和研究能力强弱来确定。我们举个例子就可以说明，课堂教学有效性研究可以缩小为小学课堂教学有效性研究，还可以缩小为小学数学课堂教学有效性研究，甚至再缩小为小学数学几何课堂教学有效性研究，由此可以看到选题由大到小的变化。

　　选题意义可以理解为研究目的，选择了一项研究到底要达到什么目的，这是研究者首先需要明确的目标，通常选题意义或研究目的可从以下几个方面来看，第一是学术意义，第二是理论价值，第三是实践价值，第四是个体目的，第五是知识发展。任何一项选题都可能从以上几个方面来设定其意义，但并不是每一个选题都要达到这些目的，这要视选题大小、范围和类型而定。在选题意义上，作为一种科学研究，论文的意义在于填补知识的空白或探索新知识、找到一些现象的起因、描述一些现象、解决一个实际问题或验证一个假设。

　　二概念和理论框架

　　从研究选题、研究问题、研究文献综述到研究内容和研究方法的确定中可以明确学位论文开题报告的主要内容，但一项研究是否具有独创性或原创性还取决于这项研究的理论框架或分析框架、研究视角或范式。所以在学位论文的开题报告中还须提出研究的理论框架，这个框架将决定学位论文的逻辑结构。研究概念框架和研究目的密切相连，而且研究目的与框架共同对研究问题的形成造成重要影响

　　为什么研究需要概念或理论框架呢?这是因为一个概念框架、模型或理论可以帮助提出一个科研问题或对某个问题做出解答。科学研究实质上是为了发展或验证能解释自然界和社会生活的理论、假设、模型、猜想或概念框架。研究问题和理论之间的联系是直截了当的。一个研究问题可能需要多个理论，不同的理论可能对一个问题作出不同的解答，如班级人数和学生成绩之间的关系是什么这样一个研究问题可以用多种理论来回答。另外，观察什么与如何观察是由该问题或选题的一个核心概念来驱动的。那么什么是概念?什么是概念框架?什么是理论?什么是理论框架?概念或理论从哪里来?如何在研究设计中构建概念或理论框架?如何在研究设计中应用概念或理论框架?这些问题都是我们在研究中需要解决的问题。

　　研究的理论框架其实还与研究的假设联系在一起，也就是说，每一个开题报告都会有研究的假设，或者说，做研究首先要有假设，然后去找证据证明这个假设是成立的。如一个研究生提出了一个假设，说一个人的数学成绩取决于他的语言能力，语言能力强则数学成绩就高，这就是一个假设的理论模型。

　　三研究问题

　　一切研究都始于问题，学位论文的开题报告是研究的开题报告，因此也必须始于问题。

　　年鉴学派大师费弗尔说得明确：提出问题是所有史学研究的开端和终结，没有问题便没有史学。同时，提出问题比解决问题更重要，因为解决问题可能只需要数学或实验技巧，而提出新问题、发现新可能性或以新视角看待旧问题，却需要具有创造性的想象力，这标志着科学的真正进步。由此可见在研究中问题的重要地位。

　　什么是研究问题?研究问题说明研究者想要知道什么，想要通过研究理解什么，因此研究问题一定是指向知识和理解。研究问题与研究假设是有区别的，研究假设是研究者对这些问题的尝试性回答。

　　1.问题的来源

　　多数人的写作或者缘于现实的思考，或者缘于阅读的兴趣。其实，在大多数情况下，阅读会促进对现实的思考，对现实的思考常常会求助于阅读。通过专业或个人日常经验选择一个研究问题似乎比通过(老师)建议或文献的途径更加危险。但这种担心未必正确。以个人经验指导你的研究有可能会更具价值。从这些话中我们可以看出，阅读、专业活动、生活经验、老师建议都可能成为研究问题的来源。

　　这里需要解释和说明的是，在中文中问题有多重意义，而英文中question、problem、issue各具有特定的意义所指。我们用三个动词就可以解释这三个词的意义了：回答问题、解决问题和讨论问(议)题。在学术研究中可能为了解决问题而要提出需要回答的研究问题，所有的解决回答的问题都可以成为讨论的问题。因此在研究中需要回答问题。通常我们会说，伟大的科学研究工作常常出于解决某一急迫的实际问题。

　　2.三个基本问题：是什么?为什么?如何?

　　由于研究者的研究价值观不同，对研究问题的认识也不同。马克斯威尔把研究问题划分为三类，它们是一般化问题(genericquestions)和具体化问题(particularisticquestions)、工具主义者问题和实在论者问题、变量问题和过程问题。也有方法研究学者认为，大量的教育研究问题可以归纳为相互关联的三类形式：描述性问题正在发生什么?因果性问题是否有系统性的作用?过程性或机制性问题为什么会发生或怎么发生的?我们把问题基本上分为三类，即本体论问题、价值论问题和方法论问题，通俗地说，在研究中时刻要回答是什么、为什么和如何、怎么办的问题。

　　3.问题的表述方式

　　研究者应该以有助于实现实践目的的方式提出研究问题，而不应该把这些研究的目的隐藏在研究问题本身中。并且研究问题必须是通过研究能够得到解答的'问题，研究必须是真正可以实施的。如果提出一个没有哪个研究能够回答的问题是没有价值的，无论是因为无法获得回答问题的资料，还是得出的结论可能会有严重的效度威胁。

　　如果把研究问题划分为工具主义者问题和实在论者问题，那么通常会有如下说法：提出研究问题时，要以研究对象所说或所报告的方式，或者以直接观察到的方式，而不是以信念、行为或因果推论的方式提出。

　　4.问题和选题的关系

　　对什么问题的研究和回答才具有选题意义?研究问题应该通过研究者的研究可以回答的问题，而且可以直接询问研究如何实现实践的目的。

　　在论文开题报告中，首先要表述的是问题的提出，也就是提出要解决的问题，提问的方式多种多样。德里达在谈到本体论问题时，认为本体论始于这是什么这种方式的提问，但他反对逻各斯中心主义方法，但反对的策略则是回溯到源头去，他主张的追溯就是提问(questioning)，提问看上去只是疑问而无所肯定，其实，照海德格尔的说法，在提问中，所要问的问题的方向就已经确定了。这其中就有着yes。因此在我们的论文开题报告中，提出问题本身就是一种肯定，提问者只是对它进行论证而已。

　　要很好地设计研究问题，因为它们会影响到方法的可行性和研究的效度或结果。研究问题是研究设计的中心，它决定着其他各个部分。

　　问题提出要有意义。从偶然的想法到形成概念并具体确定一个值得探索的问题，这一过程对科学研究是至关重要的。

　　5.研究问题与概念或理论之间的关系

　　这两者之间的关系也很重要，因为研究问题的提出是基于研究的概念或理论基础上的。我们举个例子就可以明白，如课堂教学的有效性研究这个选题并没有能够反映出某一个重要概念或理论，虽然课堂教学、有效性都可以作为概念来看待，但不足以表明其学术性或理论性;如果我们把选题改为课堂教学有效性的心理学研究，心理学的学科性就成为这个选题研究的概念来源或理论来源。

　　四研究方法

　　通过对研究内容的建构，确定了研究的对象和方向，但任何研究都需要利用一定的研究方法来完成。研究方法，即收集数据的方案和对数据的测量和分析，应根据研究问题来选用，并应该能直接回答该问题，将问题和方法直接相联系，可以在调查方法、数据、假设的互相作用基础上进行一系列逻辑推理，从而得出合理的结论。包括教育学在内的社会科学的研究方法，通常会有四种，如历史研究法、内容分析法、个案研究法、统计和调查研究法。

　　研究问题和研究方法有什么关系呢?从逻辑上说，研究方法与研究问题应该是一致的，你运用的方法一定要能够回答你的研究问题。研究方法是回答研究问题的手段，而不是研究问题的逻辑转换，研究方法的选择不仅依赖于研究问题，而且取决于真实的研究情境，还要考虑如何在这种情境中最有效地获得研究所需要的资料，也就是针对什么问题使用什么方法在逻辑上要求清楚地表达出来的，如对基本概念的界定和梳理，用文献法，但文献综述中可能会使用文献统计法。

　　研究问题与研究方法应该是结合在一起的，它们不是一种逻辑结合，如果研究方法不能为回答研究问题提供所需要的资料，那么就需要改变研究问题，或者改变研究方法。研究方法必须适合研究问题，而且研究者必须有能力实施这个方法。因此研究者应该指出某种研究方法为什么能有效地研究某个问题，对研究方法必须进行详细描述，包括测量的方法、数据收集的过程、对数据的分析等，必须能让其他人评论或重复验证这项研究。此外，研究还需要指出研究方法的局限性。

　　研究问题与研究目的、概念和理论框架、研究方法、研究结论的逻辑关系如图1所示。

　　各学科研究都有一套指导科学研究的根本性的原则，这些原则是：①提出有意义并能通过实证来研究的问题;②将研究与相关的理论相结合;③使用能对研究问题进行直接研究的方法;④进行有条理的、明确的逻辑推理;⑤实施重复验证和研究推广;⑥发表研究结果，鼓励专业人士的审查与评论。

　　五研究文献综述

　　在确定了选题和确定了研究的问题之后，必须要做的一件重要的、不可或缺的研究工作是文献综述。文献综述虽然是一种研究方法，但它是一种最基础的研究方法，是任何研究都必须要使用的一种研究方法。

　　问题是文献种类有哪些?通常我们可能需要的文献有教育学术专著、教育学术期刊论文、教育学术会议论文、教育政策文本、教育学术学位论文、教育学术研究手册、教育学术工具书(百科全书、辞典等)，但要注意不包括教材。

　　有学者指出，针对某个问题所作的相关的文献综述可能会发现这个问题尚未被解答。当发现这个空白之后，文献综述通过分析该问题和相关假想是如何被讨论的，以及发现过去所用的抽样、选址和其他重要背景，可以帮助提出各种不同的答案及研究的设计和执行方案。由此可见，在进行文献综述的时候必须以问题为中心，也就是要针对研究中所提出的问题进行综述，这样可以避免罗列文献的简单做法。

　　为什么要做文献综述呢?它是学术研究的一项基本规范，当然文献综述更重要的是为了知识传承和知识创新。在做文献综述时我们最需要弄清楚的是知识谱系。借用福柯的考古学说法，文献综述可以理解为知识考古学，它就是对知识形成的历史过程进行梳理，这一过程不再被看成是确定无疑的，或是有明确的主体意义的规划在其中起决定作用。知识形成的过程被福柯处理为知识相互诠释的过程，一个(或一种)知识的形成总是通过另一个既是次要的又是重要的、既是隐蔽的又是基本的意义的话语之明确意义重新整理。

　　当然就一项研究而言，文献综述的价值是多方面的，其中一个重要价值就是为本研究选题提供启示，也就是说，通过文献综述为本研究选题奠定了知识基础，从文献综述中找到了选题的重要依据，或许是新选题新研究，或许是旧选题新研究，或许是旧选题补充研究总之只有在文献综述的基础上才可能知道你的选题在所属研究领域中的地位，这是研究创新和研究进步的根本标志所在。因此文献综述是进入到学术研究的第一道门槛，不做文献综述是无法进入到学术殿堂的。

　　通过以上的研究我们可以看到，学位论文的开题报告需要有选题、问题、文献综述、内容、方法、理论框架等内容，而所有这些内容具有内在的逻辑一致性，选题要具有意义必须通过问题的研究和解决来体现，而文献综述是围绕着提出的问题来展开的，研究的内容是根据文献综述和研究问题来确定的，研究方法一定是从属于研究的问题和研究内容的，而理论框架、分析视角是为了使方法使用的有效性得以展现。看来，研究问题与研究目的之间的关系应该清晰，应该利用有关研究对象的已有的知识以及相关的理论概念与研究模式来丰富研究问题，应该用理论与知识丰富研究目的，选择什么样的相关理论和知识又取决于研究目的和研究问题。汤一介说：照我的想法，哲学应该是从思考某个(或几个)哲学问题出发，而形成的一套概念体系，并据概念之间的联系而形成若干哲学命题，并在方法上有着相当的自觉，进而进行理论上的分析与综合而形成的关于宇宙人生的哲学体系。哲学体系是这样形成的，包括教育在内的其他学科的理论体系又何尝不是如此形成的呢?

　　开题报告或研究设计应是整个研究过程中不断进行的事情，而不仅仅是一开始的事情，因为随着研究过程进展，研究者会出现新的观念，找出新的材料，它是一个无限的过程，因此适时、适宜地作出调整是很正常的事情。

　　材料开题报告 5

　　课题名称：石墨烯/环氧树脂复合材料非等温动力学

　　1.本论文的研究目的、意义和主要内容

　　石墨稀以优异的物理化学受到研究者的关注,具有很广泛的应用前景和发展潜力。特别是石墨炼具有很高的力学性能,作为增强体材料添加到聚合物基体中可以大大提升聚合物材料的力学性能。石墨稀的有很多方法,但还没有一种方法能够大量生产出结构稳定的石墨稀,不能满足石墨炼作为填料在聚合物材料中的需求。另一方面,石墨烯在聚合物材料中的分散性和增强/增初机理也是值得研究的问题。

　　为了解决这些问题,本论文研究的主要内容为:

　　(1)石墨稀的制备。首先釆用插层氧化法制备出氧化石墨,然后采用微波固相热解剥离氧化石墨制备石墨稀;

　　(2)对石墨稀表面进行偶联剂处理,使石墨烯能更好的分散在基体树脂中,提高其与基体的结合能力;

　　(3)寻找合适条件和工艺,制备石墨稀/环氧树脂基复合材料,并测试复合材料的力学性能和热稳定性;

　　(4)通过分析改性石墨稀的表面结构和观察复合材料的断面形貌,研究石墨稀对环氧树脂基复合材料性能的影响,并提出石墨稀的增强增軔机理。

　　2本课题及相关领域的国内外现状及发展

　　据了解,现在科学界对石墨烯/树脂基复合材料的制备和对其增强性能的研究还处于起步阶段,文献上大量报道的树脂膜中添加石墨颗粒或者是氧化石墨,这种膜的拉伸强度等力学性能,由于石墨颗粒和氧化石墨等的力学性能与石墨烯相差甚远,因此制备出的复合材料的力学性能和热学性能远不如预期,甚至还低于未添加这些填充体的树脂基复合材料,因此制约了树脂基复合材料的应用.

　　环氧树脂(EP)作为常用的树脂基体，具有优异的粘接性能、力学强度、耐热性和介电性等特点，但其固化后含有大量环氧基，交联密度过高，故所得制品呈脆性，并且耐冲击性、导电性和导热性等较差;而石墨烯是世界上最坚硬的物质，并具有优异的导电性和导热性。因此，将石墨烯和EP复配后制成的复合材料兼具两者的优点，具有良好的应用价值

　　2.1实验用原料

　　(1)石墨烯简介

　　继富勒烯和碳纳米管之后,石墨烯( Graphene)的发现是碳材料研究领域又一个重大的突破，引起了世界各国研究人员的极大兴趣，其实石墨烯并不是最近才提出来的，早在1859年就已经有人尝试从石墨晶体中分离出单原子片层来。但是由于科学家们一直认为二维晶体材料由于热动力学的不稳定性,所以二维晶体材料严格意义上是不存在的。并且这种观点也得到了后人所研究的实验现象的支持和验证。因此，单原子石墨层一直仅被认为是组成三维结构中的一部分，在普通环境下不能独立的存在。通常其只能在和石墨烯晶格匹配的单晶上外延生长，而二维的石墨烯片层由于在普通环境的不稳定性,是不能单独存在的。直到2004年，科学家才在试验中发现独立存在的准二维石墨烯。几乎在同一时间，研究人员还发现了其他独立存在的二维晶体，例如单片层氮化硼和铋锶钙铜的氧化物(BSCCO )，这些二维晶体能够在非晶体基板上和悬浮液中制得。至此，二维存在的晶体材料才从理论发现到现实制备。石墨烯是二维单原子层，其中的单原子层是由sp杂化的碳原子构成。石墨烯已被预示有很多不寻常的性能。它的热导性和机械硬度很明显超过石墨面内值,分别达到3000W/( m?k)和1060 G Pa。由于相似的缺陷，石墨烯的断裂强度可以和碳纳米管相比。最近的研究也表明单一石墨烯层有特殊的电子传输性能。这种近几年刚刚兴起的碳材料可以定义为由碳原子紧密排列的六元环的平面网状结构，研究认为石墨烯是构成其它维数的炭材料(富勒烯、碳纳米管、石墨)的基础。通过一维的石墨烯经过包覆、卷曲和堆垛三种作用，石墨烯可以分别得到零维的富勒烯、一维的碳纳米管和三维的石墨。在发现单层石墨烯的同时，科学家也观察到了还有两层，三层甚至到十层的石墨片层，如此，二维的石墨烯和三维石墨如何区分呢，研究发现，随着炭原子层数的增加，石墨烯的结构和性能会迅速发生变化,并在10层的时候接近或达到三维石墨材料的临近点。当石墨烯层数小于十层时，其表现出与普通三维石墨不同的能带结构,此时的材料可以称为二维石墨烯。当层数为十以上的时候，此时已经是三维的石墨材料了，称其为石墨。因此，单层、双层和多层(即层数在3到10之间)石墨烯可以被认为是三种不同种类的碳二维晶体。而更厚的结构(即片层数大于10)应该被定义为是纳米石墨薄片。

　　(2)环氧树脂简介

　　环氧树脂( E po x y Re s i n )是通常是指在分子链中含有环氧基团的高分子材料，而环氧基团一般是不少于两个，它的主链一般是以芳香族、脂环族或脂肪族链段为主，同时在主链上还带有环氧基和其他含氧基团。比较典型且常用的环氧树脂是双酚A二缩水甘油醚，平时我们所见的环氧树脂都是没有固化的,它是一种热塑性材料，因此环氧树脂的韧性和力学强度都不是很高，在实际生产和生活中都不能直接应用，性能较差。但是环氧树脂一旦经固化剂固化处理后，性能就发生巨大转变，这是因为环氧树脂固化后会生成三维网状结构,这种结构有不溶不熔的特性，因此固化后的环氧树脂表现出一些固化前所没有的优异性质，从而在实际生产和生活中有了很广泛的应用。固化的过程其实就是单体聚合的过程，固化后就得到了环氧树脂的固化产物。固化后的'环氧树脂性质有所改变，例如固化后的环氧树脂吸水率教低，并且电阻率上升，即电绝缘性得到提升，这是因为固化后的环氧树脂中不再具有可以引起导电的游离粒子和活性基团。环氧树脂按照分子结构分类可以分为线型脂肪族和环型脂肪族、缩水甘油胺、缩水甘油酯、缩水甘油醚等这五大类。环氧树脂固化后具有优良的力学性能、固化后尺寸收缩率低、化学稳定性很好、抗腐蚀和耐菌性较好(便于湿热环境下使用)、固化后尺寸收缩率低、优异的电性能、尺寸稳定性和耐久性等。环氧树脂的韧性虽好，但对于某些较高使用要求的产品,所还是不能满足其要求，仍显过脆，所以常常需要进行增韧改性。环氧树脂的固化过程有三种途径：环氧树脂分子之间直接相互交联,也可以加入固化剂进行固化剂和树脂之间交联，或者环氧树脂上所带基团与芳香基团或者脂肪羟基相互交联。

　　2.2实验设备

　　J Y 92 - II超声波细胞粉碎机,电子天平,超声波清洗器,真空干燥箱,台式离心机,马弗炉,磁力搅拌器,离心机,差式扫描量热仪

　　2.3石墨烯/环氧树脂复合材料的制备

　　1.先将制备的石墨烯加入一定比例的丙酮溶液，保持水浴温度0℃ ± 5℃的条件下，将石墨烯丙酮的混合液固定在细胞粉碎机的支架上，这是要注意探头浸入溶液的深度约10 mm，不能太低，然后开始超声搅拌实验中设定的条件是超声2s,然后间隔2s,超声次数设定99次(约6个周期);

　　2.然后混入已经预热80℃的E -51树脂中，保持上述条件，超声20个周期;

　　3.将混合液置于65 ℃的水浴中磁力搅拌加热2小时;

　　4.放入真空箱中70 ℃抽真空脱气泡2小时;

　　5.加入一定量已经预热的固化剂于树脂中进行搅拌均匀;

　　6.然后再放入还有余温的真空箱中继续抽真空脱气泡半小时，排除刚混入的气泡;

　　7.采用浇铸法，将石墨烯/环氧树脂混合物倒入自制的45#刚模具中，在80 ℃下固化1小时，120或130℃下固化3小时(具体温度由石墨烯含量决定)。

　　2.4 DSC测试

　　样品的非等温固化反应在差式扫描量热仪上进行,仪器经国标校正。每次取样品5-10mg，对样品选取不同升温速率进行非等温扫描，选取的升温速率分别为2,5,10,20,30°C?min-1,扫描温度范围为25-250℃。仪器记录的是单位质量样品的固化热焓随时间的变化关系。