拉伸载荷下陶瓷基高温复合材料损伤状态特征分析

基于声发射(AE)信号和计算机断层扫描(CT)成像技术,开展了高温复合材料的内部损伤状态分析。通过声发射技术获得复合材料损伤时的宏观应力波信号,分析得到声发射信号的频率等波形特征参数;通过计算机断层扫描得到复合材料结构内部微细观三维损伤图像,判断存在的损伤类型。结果表明,不同工艺陶瓷基高温复合材料在拉伸载荷下,内部会产生不同类型的损伤,纤维束与基体之间的脱黏开裂所对应的声发射信号特征频率为44 kHz,基体失效的特征频率为150 kHz,纤维束断裂损伤的特征频率为250 kHz。     

水中容腔式压力传感器频响特性的非线性气泡效应分析

根据频响特性试验的状态和测量结果,借用线性模型的层流假设和建模方法,在绝热条件下推导大范围变化压力的非线性气泡效应分析模型,获得与测量曲线一致的计算结果。通过对不同简化条件模型的计算比较,证明影响传感器频响特性分析模型精度的主要因素是气体刚度的非线性效应,压力导数平方项是次要影响因素,液柱长度变化的影响较小。传感器的比刚度决定了液体脉冲压力测量的频响范围,两者不存在线性相关性。气泡效应模型的粘性系数和容腔体积需要根据试验结果进行修正,以计及液体的淤积和表面张力效应,并将流场的紊流效应和不均匀性体现在参数变化中。本模型在不计膜片影响时可用于气体动态压力响应分析。     

伺服机构冲击环境下故障失效分析

建立了某型伺服机构有限元模型,依据模态试验结果,分析确定了伺服机构敏感刚度,即连接轴承刚度,并对模型进行了修正.在此基础上,采用模态叠加法,分析了该型伺服机构在冲击环境下的动响应,通过计算结果与冲击试验测量结果的对比分析,验证了模型准确有效性.最后,基于修正后模型对伺服机构故障—丝杠断裂失效进行分析.本文对伺服机构轴承刚度识别及有效模拟提出了一种有效的方法,对此类伺服机构在冲击环境下的动响应分析,具有一定的工程指导意义.     

基于云纹干涉法的封装结构应变测量技术研究

随着高密度、高集成度封装技术的发展,封装结构的可靠性问题备受关注.本文基于云纹干涉法和Twyman/Green干涉法,结合四步相移技术,建立了一套高精度三维光学测量方法,能够实现封装结构在力、热载荷下离面和面内的变形测量.进一步采用多项式拟合后求导的方法,提升了传统差分法求应变的测量精度.最后,通过标准试验件三点弯曲实验,验证了方法的测量精度,并通过该方法实现了典型球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)封装结构在热载荷下的变形测量,测量结果与有限元仿真结果相比具有较好的一致性.本文基于光测力学方法获得了封装结构在力、热等载荷下的变形场和应变场,从而对提升封装结构的可靠性具有重要意义.     

管壳封装结构温循载荷下的失效机理研究

针对两种电子封装结构在温循试验中出现的引脚断裂现象,建立管壳-引脚-PCB板局部区域的有限元模型并进行热力耦合分析.研究结果表明,两种管壳失效最根本的原因是结构各部件线膨胀能力不同产生了不协调变形,导致结构局部的高应力应变响应,但二者破坏机理却不尽相同:一种失效模式属于陶瓷材料由于应力集中效应导致的脆性断裂;另一种失效模式主要由于锡铅焊料在温循载荷下产生较大的非弹性应变而产生的断裂失效.有限元仿真结果与试验现象吻合较好.