基于PLC的包装防错控制系统的设计

为了能够更快、更准确地检测产品是否合格,以及产品的包装是否符合要求,提出了基于PLC的包装防错控制系统。该设计基于TIA Portal V13编程软件实现,以西门子S7-1200 PLC为控制器,西门子触摸屏为可控、可观工具,用以存储、处理和显示相关数据。选用梅特勒-托利多称重设备为重量采集设备,基于SAI协议实现与控制器之间的数据交换,控制器通过处理重量数据,判断产品是否遗漏零件,是否符合产品标准。工人经过光幕取拿产品的标签,使用条形码扫描器扫描说明书并放入包装箱内,控制器通过读取光幕和条形码扫描器的开关量信号判断是否遗漏标签和说明书,最终结合重量信息确认包装的产品是否达到出厂标准。目前该系统已稳定运行,很好地解决了工业生产精度过低、生产成本过高、劳动力损失等问题。     

混凝土结构裂缝扩展的双G准则

断裂力学基本上有两种分析裂缝稳定性的方法 :应力强度因子法和能量法。在混凝土断裂性能的描述上两者应该是等效的。针对目前大多数混凝土断裂模型以应力强度因子型的断裂韧度作为判定准则 ,本文尝试从能量的角度出发 ,结合线弹性断裂力学和虚拟裂缝区上的黏聚力分布 ,以能量释放率G作为断裂性能判定参数 ,建立了混凝土结构裂缝扩展的双G准则。与双K断裂参数相对应 ,双G准则引入了两个重要的裂缝扩展判定参量 :起裂断裂韧度GiniIc 和失稳断裂韧度GunIc 。其中 ,起裂断裂韧度GiniIc 对应于起裂荷载Pini和初始裂缝长度a0 ;失稳断裂韧度GunIc 对应于极值荷载Pmax和临界有效裂缝长度ac。根据线性渐进叠加假定 ,可以把 (Pini,a0 )和(Pmax,ac)代入线弹性断裂力学相对应的公式直接求得GiniIc 和GunIc 。考虑到起裂荷载Pini的不易确定性 ,本文引入黏聚力分布引起的能量损耗GcIc,通过三者GiniIc 、GunIc 和GcIc的关系 ,给出了起裂断裂韧度GiniIc 和失稳断裂韧度GunIc的适用计算公式 ,并通过三点弯曲梁实验得到了验证。     

高轴压比PVA纤维超高强混凝土短柱延性的试验研究

试验旨在研究在较高轴压比条件下,高弹模PVA纤维对超高强混凝土短柱抗震延性的改善作用。制作剪跨比为2.0的短柱试件,强度为103.6～112.1MPa,PVA纤维的体积含纤率分别为0.17%、0.33%、0.5%。采用简支梁加载图式进行低周反复荷载试验。观测试件在荷载作用下的开裂和破坏的发展过程,研究不同PVA纤维含量短柱的破坏形态、滞回特性,得到短柱的开裂荷载和峰值荷载。试验结果表明:未掺PVA纤维的试件,在高轴压作用下,发生脆性特征明显的剪切破坏,延性很差。随着PVA纤维含量的增加,试件的破坏形态向具有一定延性特征的弯剪破坏转变,并且开裂荷载和峰值荷载得到大大提高,提高的幅度分别为12.8%～31.1%、13.2%～29.9%;同时抗震延性得到大大改善,位移延性和极限弹塑性位移角分别增加了19.5%～33.6%、42.3%～53.8%。最后给出满足一定位移延性和极限弹塑性位移角的抗震设计要求的最小PVA纤维体积含纤率的建议值。     

超高韧性水泥基复合材料动态压缩力学性能的数值模拟研究

该文基于HJC本构模型,采用分离式霍普金森杆(SHPB)压杆系统,对掺有聚乙烯醇(PVA)纤维的超高韧性水泥基复合材料(PVA-UHTCC)的动态压缩力学性能进行了数值模拟研究。首先,通过系统分析确定了21项HJC本构参数,并验证了模拟的正确性。基于此,通过分析5组应变率下材料的动态压缩应力-应变曲线讨论了峰值应力动态增强因子DIF的应变率效应,并通过LS-DYNA软件探讨了破坏过程、破坏形态与应变率的关系。模拟结果表明:随着应变率的增加,PVA-UHTCC材料的动态压缩应力-应变曲线呈现由应变硬化主导向着损伤软化主导的转变趋势;此外,PVA-UHTCC峰值应力动态增强因子DIF具有明显的应变率效应,其值随着应变率增加而增加,且在不同应变率区间呈现不同敏感性;通过量化DIF这种分区敏感性,提出了适用于PVA-UHTCC材料的DIF与应变率对数■分段函数式;同时,通过对比钢纤维增强水泥基材料(SFRCC)和普通混凝土材料,发现PVA-UHTCC材料的DIF应变率敏感性较低。最后,通过LS-DYNA软件模拟试件裂缝扩展和压碎破坏过程,更好地理解了PVA-UHTCC材料动态压缩破坏行为。     

运行时含木马电路IP核的定位与替换

近年来，由集成电路（IC）供应链的全球化带来的硬件木马电路威胁引发了广泛的关注。现有运行阶段针对不可信第三方知识产权核（3PIP）的木马电路检测技术没有考虑到检测到木马电路时被感染IP核的定位和替换问题，使得系统时间性能开销增加、可靠性下降。为了解决该问题，基于IP核多样性和现有的木马电路检测和出错恢复架构，提出了一个面向开销优化的被感染IP核定位和替换的解决方案。定位技术通过检测阶段存储结果和恢复阶段运行结果的实时比较实现，并在理论上证明了定位的准确性；替换技术通过可编程逻辑实现，能够最小程度地影响系统下次的正常运行。实验表明，在检测到木马电路时，被感染IP核的定位技术相比于已有的木马电路检测和恢复技术能够平均提升25%的系统时间开销。提出的定位和替换方案对于使用不可信单元建立可信计算系统，以及加强系统的安全性具有一定的指导意义。     

纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究

从改善纤维编织网增强混凝土(TRC)加固层中纤维束和精细混凝土的界面粘结及新老混凝土的界面特性入手,研究TRC增强钢筋混凝土(RC)梁的弯曲性能。试验结果表明:纤维编织网的表面黏砂处理能更好地发挥其有效约束能力,从而充分发挥TRC增强层的限裂和增强作用;新老混凝土的界面植入U型抗剪销钉可以提高增强后RC梁的整体受力性能,而涂抹界面剂对其几乎没有影响。此外,精细混凝土中掺加聚丙烯纤维有助于提高构件的起裂荷载;在RC梁配筋率一定的情况下,提高TRC层中的配网率可以有效地延缓结构主裂缝的发展,减小裂缝的宽度和间距,明显地提高梁的屈服荷载和极限承载力。最后,基于RC结构的抗弯设计理论,模拟TRC增强RC梁的荷载与跨中位移曲线,计算值与试验结果吻合得较好,证明了计算方法的可行性。     

集中荷载作用下后浇UHTCC简支双向混凝土板的试验研究

在既有钢筋混凝土板的受弯面上浇筑一定厚度超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)或混凝土材料制成复合板,通过集中荷载作用下简支双向板试验,考察复合板试件的弯曲破坏形态和底面裂缝的走向特征等。试验结果表明,后浇材料有效提高整体构件的承载力和前期刚度。后浇混凝土复合板与对比混凝土板相比较,韧性改善较小,开裂时中心挠度基本没有变化;而UHTCC后浇层的加入,改善混凝土板的整体韧性,开裂时中心挠度与原构件相比最高可提高至235%。并且UHTCC层有效限制受弯底面裂缝的开裂和扩展,延迟有害裂缝的出现,加载过程中没有出现类似于后浇混凝土复合板的脆性破坏。运用非线性三维有限元软件对试验进行数值计算,通过合理的建模和定义材料属性,对试验结果进行分析预测,包括荷载-挠度曲线、受弯底面的挠度分布和应变分布等。分析结果与试验结果基本一致,表明此方法适用于文中复合板件的计算,为采用UHTCC作为保护层或加固层的复合双向板的设计、分析和优化提供分析依据。     

单片集成压力传感器及弱信号处理电路的设计

通过分析硅压敏电阻与晶向的关系,找到力敏电阻在硅膜片上的最佳位置。经测量,在10～400kPa范围内,压阻电桥的灵敏度约为0.36mV/kPa。提出一种由惠斯登电桥双端输出和双级放大器组成的电路结构,以对称的输入结构和全摆幅输出,解决了传感器输出小、易产生零点漂移的问题。用Cadence软件对电路进行模拟,在5V电源电压下,该放大电路的输出范围为0.036～4.953V,开环增益为110dB,CMRR为105.8dB,相位裕度为63.68°,可满足压力传感器的要求。     

Study of hybrid orientation structure wafer

Two types of 5μm thick hybrid orientation structure wafers,which were integrated by（110）or（100） orientation silicon wafers as the substrate,have been investigated for 15-40 V voltage ICs and MEMS sensor applications.They have been obtained mainly by SOI wafer bonding and a non-selective epitaxy technique,and have been presented in China for the first time.The thickness of BOX SiO₂ buried in wafer is 220 nm.It has been found that the quality of hybrid orientation structure with（100）wafer substrate is better than that with（110）wafer substrate by"Sirtl defect etching of HOSW".