在线测量Sn-3.5Ag焊点蠕变的电阻应变

以焊料(Sn-3.5Ag)在薄铜基片之间制作截面积约为1 mm2,厚度分别为0.42 mm 和0.10 mm 的试样(其面积与电子封装中的无铅焊点面积大体相同)为对象,利用特制的电子测试系统实时、在线测量试样焊点的微电阻及其剪切应力,并通过串行接口将相关数据传输至计算机.数据经计算机处理后,拟合成实时微电阻和测试时间的关系曲线.基于经典的Griffith 断裂模型,建立一个简易数学模型,从理论上论证电阻应变与焊点机械蠕变裂纹之间的关系.研究结果表明该关系曲线反映焊点的裂纹连续生长、蠕变失效过程,变化趋势与经典结果吻合;在24 MPa 应力作用下,厚度为0.42 mm 的试样最大电阻应变为0.18,最大电阻应变率为2.2×10-3 s-1;在25 MPa应力作用下,厚度为0.10 mm 试样的最大电阻应变为0.036,最大电阻应变率为3.5×10-3 s-1,实验持续时间较厚度为0.42 mm 的试样短.     

微型电磁式振动能量采集器的设计和电磁特性仿真研究

为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐增加;在永磁体半径不断增加的过程中,输出电动势会出现一极大值.根据优化原则设计出结构参数如下的模型:圆形SmCo28永磁体厚度为1 mm,半径为2 mm,悬臂梁振幅为1 mm,永磁体和悬臂梁之间的距离为1.02 mm.该模型的最大输出电动势为26 mV,最大输出功率为5.633 μW.     

隧道衬砌厚度不足对衬砌结构承载力影响

目的对某城市隧道检测,探究隧道是否会因衬砌厚度不足或衬砌减薄而对结构安全及承载力造成影响.方法通过模拟实验,选取典型的衬砌断面为研究对象,用层次分析法衡量安全因素权重值,建立模型对不同程度的衬砌厚度不足情况进行承载力和变形分析.结果当实际衬砌与设计厚度比值从0.9降到0.5时,最大竖向变形值从18 mm增加到45 mm;当其比值小于0.7时,其承载力安全系数显著减小,结构安全系数降低;当比值大于0.7时,结构安全.结论衬砌厚度在不同工况下,结构承载力和安全性随着衬砌厚度与实际厚度的比值减小而减小.隧道衬砌厚度达不到设计要求会削弱结构的承载能力且影响其正常使用.     

新型稠油水环发生器维稳特性与结构优化研究

为了改善水环在输送稠油过程中易失稳的问题,提出了一种新型水环输送发生器,开展了水环维稳特性及优化研究.采用VOF模型进行模拟,根据水环成型原理建立了层流水环流动数值模型,并通过对比实验结果验证了该数值模型的正确性,据此研究了新型水环发生器不同间隙厚度的水环维稳特性和螺旋叶片对水环维稳特性的强化效果.结果表明:间隙厚度过大过小都不利于水环的形成和稳定,当流速为1m/s时,在直径为19mm管道中,发生器间隙为1.4mm所产生的水环较稳定,即间隙厚度与主管段直径比为3∶20时效果最好;采用螺旋叶片结构可以将水环稳定长度由150mm提高到500mm,增幅达2.3倍.     

非球面近视眼镜片的优化设计

利用人眼睛的光学系统模型,阐述了非球面镜片的数学方程,并根据像差理论,基于PC片(聚碳酸酯)材料设计了一款折射率为1.59的屈光度为-4.00 D的双非球面近视眼镜片.镜片的中心厚度为1.3 mm,在直径为65 mm的边缘处厚度仅为2.3 mm,试验结果表明,该镜片完全能满足成像要求.     

圆形截面对氯离子扩散及耐久性设计的影响

针对氯离子在钢筋混凝土圆形截面中的扩散问题,提出考虑截面效应、以扩散系数为时变函数的圆形扩散模型.探讨一维平板单元所对应的平板扩散模型对评估圆形截面中钢筋表面氯离子浓度所产生的影响,给出误差率计算公式.对比采用平板扩散模型与圆形扩散模型下混凝土圆柱耐久性设计结果,结果表明,平板扩散模型将低估钢筋表面氯离子浓度,半径越小保护层厚度越大,低估现象越明显.为控制误差率在5%内,当圆形截面半径小于50 cm时,需使用圆形扩散模型.对比两者设计结果发现,采用平板扩散模型将降低最小保护层厚度要求,建议在平板扩散模型设计结果的基础上增加5 mm.     

基于侧面碰撞的热成型钢应用分析

高强度钢的热成型技术可以解决传统成型钢板在汽车车身制造中遇到的诸多问题,而且使车身更加安全环保节能.以某型轿车为例,通过动力显示仿真软件LS-DYNA建立了整车侧面碰撞模型,车门防撞梁模型,B柱加强板碰撞仿真模型,将传统成型钢板和热成型钢板进行仿真对比分析.结果表明,采用2.0 mm热成型防撞梁替换原2.5 mm普通型防撞梁,B柱加强板厚度由1.5 mm降为1.2 mm,整车车身侧面碰撞安全性能大幅提高,新设计车门内凹420.33 mm,比原始设计的426.74 mm显著减小.     

临江羚羊铁矿石深度还原试验研究

针对原矿品位为34.79%的吉林临江羚羊铁矿石,进行了深度还原单因素条件试验;考察了还原温度、还原时间、料层厚度等因素对深度还原及磁选分离结果的影响.试验结果表明,还原温度、还原时间对深度还原过程的影响较大.在配煤过剩倍数2.0,还原煤粒度-1.5 mm和矿石粒度-2.0 mm的条件下,适宜的深度还原条件为还原温度1 275℃,还原时间50 min,料层厚度30 mm.在该试验条件下,获得了最终产品含铁质量分数93.05%,回收率85%,金属化率91.29%,达到我国炼钢用直接还原铁H92产品标准要求.     

非磁性航空金属构件检测中 脉冲远场涡流传感器的仿真设计

在分析脉冲远场涡流检测原理的基础上,采用U型罩结构模拟管道,成功的将脉冲远场涡流技术应用到了非磁性金属平板的检测中；仿真设计了空心、聚磁、连通磁路3种传感器模型,比较了不同模型过渡区的远近、对缺陷检测的灵敏度及对不同厚度平板的检测能力.仿真结果表明:带连通磁路的传感器模型不仅可以将激励与检测线圈之间的距离从20 mm缩短至10 mm,还可以提高对缺陷检测的灵敏度,同时,带连通磁路的传感器模型对厚度为11 mm以上的平板具有更强的检测能力.     

基于元胞自动机的高温防护服厚度优化设计

高温防护服作为一种能保护人体免受高温伤害的防护装备,其设计方案是热学研究中的重点与热点.本文结合传热学理论建立了基于元胞自动机的仿真优化模型.使用循环遍历法求解得到高温防护服厚度参数的数值解.实验结果表明第Ⅱ层的最优厚度为10.3 mm,灵敏度分析结果显示第Ⅱ层厚度在最优厚度的基础上变化0.2 mm,人体皮肤表面温度变化幅度小于1℃,稳定性较好.     

电脑散热片换热过程数值模拟分析

研究的对象是直板式铝散热片,通过改变散热片的结构参数(齿厚、齿高、齿间距和底板厚度),以Ansys软件为载体,将所作模型图导入Ansys软件中进行模拟,得出测试点温度.基于正交试验分析,得出结果:散热片的齿厚和齿间距对其散热效果影响最大,其次是齿高,底板厚度次之;其他参数不变时,齿厚在0.5～1.5 mm内,随着齿厚的增加,散热效果增强,齿厚超过1.5 mm,散热效果则减弱;齿间距在1～1.5 mm内,随着齿间距的增加,散热效果增强,齿间距超过1.5 mm,散热效果则减弱;随着齿高的增加,散热效果呈现增强趋势;底板厚度在2～3 mm内,随着厚度的增加散热效果增强,当厚度超过3 mm时,散热效果呈下降趋势.     

ZZC8800/20/38型支架顶梁有限元分析及优化

为优化充填液压支架整体的框架结构,对充填支架整体进行简单的力学分析,采用UG对液压支架顶梁进行实体建模设计,应用Ansys Workbench对顶梁进行有限元分析,得到了危险工况下的应力分布和位移变化.以此为基础,以顶梁体质量为优化目标,顶板厚度、顶梁主筋板厚度和高度设为变量,对顶梁主要尺寸进行优化设计.优化后,顶梁主筋板厚度减少2 mm,顶板厚度减小4 mm,主筋板高度增加8 mm,共减轻质量197.65 kg,为验证顶梁优化结果的正确性,重新对优化后顶梁的三维模型进行了虚拟强度试验,试验结果表明:顶梁在两端荷载工况下满足强度要求.     

干燥条件对海巴戟天果中水分和蒽醌类化合物含量的影响

在真空干燥、密闭干燥、热风干燥条件下,研究干燥温度为50℃、60℃、70℃和样品厚度(1 mm、2 mm、3 mm)对海巴戟天果的干燥动力学和蒽醌类化合物含量的影响.水分的干燥曲线表明干燥动力学和有效水分扩散率的关系,阿伦尼乌斯方程则表示扩散系数与温度的关系.干燥条件、样品厚度(1 mm、2 mm和3 mm厚度)以及干燥温度影响干燥率和蒽醌类化合物含量.真空干燥条件具有更高的干燥效率,水分扩散率和蒽醌类化合物含量均较高.当样品厚度为3 mm,真空条件下扩散系数8.82×10-10m2/s,活化能为36.52 KJ/mol.     

污泥厚度和风速对污泥常温干燥的影响及干燥模型分析

为了研究污泥在常温下的干燥特性,采用自制的污泥干燥装置对城市脱水污泥进行常温干燥实验。研究了不同厚度(10、20、30 mm)和不同风速(0、1、3 m·s~(-1))条件下污泥含水率随时间变化的规律,并用常见的干燥模型对污泥常温干燥过程进行拟合。结果表明:常温条件下,10 mm厚度污泥的干燥速率均高于20 mm和30 mm厚度污泥的干燥速率,并且在风速较低时,降低污泥厚度对缩短干燥时间的效果更加显著;污泥厚度不同,风速对污泥干燥的影响作用不同,对于10 mm厚度的污泥,增加风速可显著缩短干燥时间,而对于20 mm和30 mm厚度的污泥,风速需增加到一定数值(如3 m·s~(-1))时,才能显著缩短干燥时间;Logarithmic模型更适合描述污泥在常温条件下的干燥,干燥过程中的有效扩散系数为1.73×10~(-9)~1.38×10~(-8)m~2·s~(-1)。     

钨球正撞击下低碳钢板的极限贯穿厚度研究

研究低碳钢板在钨球正撞击下的极限贯穿厚度.采用6射弹弹道极限试验数据处理方法通过试验获得Φ6.0 mm（93 W）、Φ7.0 mm（93 W）、Φ6.0 mm（95 W）和Φ7.5 mm（95 W）共4种钨球对6种不同厚度Q235A钢板正撞击下的弹道极限速度和极限贯穿厚度范围.采用Autodyn软件进行了同试验条件下的数值仿真,仿真模型被验证后,通过仿真获得了极限贯穿厚度范围,同时分析了钨球正撞击侵彻过程中的能量转换规律.基于能量守恒,建立了钨球对低碳钢板正撞击下极限贯穿厚度的计算模型.采用所建立的计算模型计算得到:Φ6.0 mm（93 W）、Φ7.0 mm（93 W）、Φ6.0 mm（95 W）和Φ7.5 mm（95 W）4种钨球正撞击下Q235A钢板的极限贯穿厚度分别为16.95,19.17,17.30,21.50 mm,计算结果与试验和数值仿真所获得范围误差不大于10%.研究结果为杀爆战斗部毁伤元的设计提供了基础数据以及方法支撑.      

孔板厚度对核电站给水流量测量精度影响的数值模拟

核电站给水流量测量精确度至关重要,为了研究核电站给水孔板厚度相关加工标准的合理性,针对孔板厚度参数变化对某核电站给水测量孔板流量计流出系数的影响问题,应用计算流体力学软件,对不同结构参数的孔板流量计进行数值模拟.得到孔板流量计的差压、流出系数以及不同模型的流场分布.结果表明:在孔板厚度(E)不发生变化,节流孔厚度(e)从6 mm变化到5 mm,孔板流量计数值模拟流出系数不断减小,变化值分别为1.840％、2.125％,实际测量流量值将偏大相同百分比的数值;当保持孔板节流孔厚度(e)不变时,改变孔板厚度(E)从11 mm变化为11.15 mm,孔板流量计流出系数变小,变化值为1.56％,同样实际测量流量将偏大1.56％.     

基于软测量模型的粗轧厚度预测方法

为提高热连轧粗轧过程各道次厚度控制精度,满足道次动态修正的要求,提出了一种简单有效的厚度软测量模型.基于典型粗轧区的仪表配置,模型从轧件跟踪、数据处理等方面进行了针对性的研究,提出了偶数道次立辊辊缝渐变的策略用于可逆轧制过程中的宽度测量,并通过模型预测得到了轧制过程中各道次的出口厚度.现场实际应用表明,通过软测量模型预报的各道次厚度与实际测量结果吻合较好,各道次的厚度预报偏差在±0.10 mm范围内达到95.2%,满足了现场生产需求.     

差分激光三角法油膜厚度测量传感器的测量范围与精度分析

针对所研制的海面溢油油膜厚度测量传感器的测量范围和精度进行了研究.在分析基于垂直入射差分激光三角法油膜厚度测量原理的基础上,分别采用厚度0.1,mm的塞尺和10,mm的陶瓷量块对传感器的测量上下限进行了验证,并采用厚度为1~10,mm的0级陶瓷量块对传感器进行了精度测量和分析.结果表明,所研制的油膜厚度测量传感器的范围为0.1~10,mm,测量相对误差小于1%.     

基于地震响应时程的多层轻钢结构特性

通过对轻钢结构的地震响应特征进行研究,采用有限元方法对轻钢结构模型进行非线性地震响应分析,研究顶层位移和其他各层位移的变化,比较60,100,120,160mm几种不同厚度楼板的地震波响应,得到计算模型的应变、应力关系。研究结果表明：不同厚度楼板对相同的地震波有不同的地震响应,当楼板厚度为120mm和160mm时,对地震波产生的响应最为强烈;多层轻钢结构具有很好的剪切变形;在多层结构设计时,应该根据具体要求定性分析和定量计算楼板厚度对抗震性能的影响。     

卫星偏置动量轮3D模型的优化设计与有限元分析

为提高卫星姿态控制系统的精度、寿命以及确定卫星合理的有效载荷和性能指标,提出了偏置动量轮整体优化设计方案.通过三维实体建模软件Pro/E建立轮体、壳体的密封罩和底座的简化几何模型,依据动量轮轮体和壳体的特性与设计要求,建立动量轮整体优化设计的数学模型;利用Matlab软件中fmincon和fminimax函数分别进行偏置动量轮整体优化设计计算.结合优化结果对结构尺寸进行适当调整,取动量轮半径为81 mm,轮缘高度和宽度分别为24、6 mm,轮辐高度和宽度分别为21、6 mm,轮体内环倒圆和外环倒圆为20、5 mm,壳体厚度为1 mm.经有限元分析验证后轮体的静态和动态性能均达到了指标要求,体积减小了15％.