“碳化硅功率半导体技术”专题前言

半导体功率器件(即电力电子器件)是电力电子技术的三大核心基础之一,被比作电力电子装置的“CPU”。现有功率器件多采用Si基或SOI基,但是受限于自身材料特性的影响,在节能与转换效率方面越来越显示出他们的局限性。为解决上述问题,半导体功率器件除了继续对传统器件进行新理论和新结构的创新研究外,也正在遵循“一代材料、一代器件、一代装置、一代应用”的发展趋势,从传统的Si基和SOI基向宽禁带半导体SiC和GaN基进行扩展和延伸。     

跌坎式底流消力池边墙突扩宽度对池长的影响研究

对于山区峡谷,底流消能工长度方向工程布置往往受限。通过水工模型试验,研究跌坎深度10cm,跌坎式底流消力池边墙突扩宽度变化时,池内水流流态、底板时均压强及脉动压强不均匀系数的变化对消力池池长的影响。成果表明:流量Q=12L/s,相对于传统的底流消力池,突扩宽度由5cm依次增加到10、15、20cm时,消力池池长缩短长度分别为24、27、29cm。     

模拟研究干热岩开发裂隙流体温度的影响因素

干热岩是一种新型能源,其应用原理是在地层中不渗透的干热岩体内形成热交换系统,取出热水,进行发电或取暖等。我国高温岩体干热岩地热资源储量丰富,地壳深层岩体温度高。发达国家已经掌握了干热岩发电的基本原理和基本技术,我国在其开发利用方面处于探索阶段。干热岩开发经常采用一注一采系统或一注三采系统。FLUENT程序软件能够模拟裂缝内温度场。通过研究,比较不同类型井网裂缝对冷水的升温规律,量化裂缝长度、宽度、注入排量等。分析表明:①裂缝的宽度决定了合理注入排量。裂缝宽度越大,能够使得足够多的流体升温到与基岩一样的温度,即合理注入排量越大。同时增加裂缝宽度,有利于降低泵注压力,减小泵动力消耗。②对于不同的裂缝宽度及不同的流量,裂缝长度必须达到一定程度后,水温才能升高到与基岩一致;裂缝宽度越小,在给定的排量下,达到最高温度所需要的裂缝长度越长。③针对一注一采井网,在既定条件下,当井间裂缝长度(井间距)为300m,裂缝宽度为6mm时,合理排量可达1.2方/分。④比较一注一采与一注三采井网,由于接触面积增加,后者能满足更高排量液体升温的需要。     

SMA丝增强SHCC拉伸时的变形和裂纹自回复性能研究

将单根形状记忆合金(SMA)丝埋入应变硬化水泥基复合材料(SHCC)中,采用循环拉伸试验研究SMA丝的预拉伸应变大小(分别为0％、2％、4％和5.5％)对SHCC拉伸应力-应变关系、残余应变回复率、裂纹平均宽度、裂纹回复性等的影响.结果 表明,SMA丝的埋入提高了SHCC的初裂强度、极限强度和极限应变.SMA丝的预拉伸应变较大时,SMA增强SHCC的延性和强度较高.采用加热方法驱动SMA丝可使SHCC的残余应变减小,含预拉伸SMA丝的SHCC试样的变形回复率达到60％ ～ 90％,而含未预拉伸SMA丝的SHCC试样的变形回复率仅为20％～ 42％.SMA丝预拉伸应变增加时,SMA丝驱动后SHCC中裂纹的平均宽度变小.当驱动预拉伸应变为5.5％的SMA丝时,SMA增强SHCC的裂纹平均宽度约为10μm.     

基于神经网络算法的井下裂缝诊断与堵漏技术

在钻井过程中，常常钻遇不同宽度的井下地层裂缝。钻遇裂缝时容易发生钻井液漏失现象，甚至发生钻井液失返现象，严重影响了安全、高效钻井。目前裂缝封堵的方法常存在封堵成功率不高、堵漏承压能力低的问题，其中一个重要的原因是对井下地层的裂缝宽度等特征认识不清。基于地层裂缝产生的岩石力学机理，确定影响裂缝宽度关键的6个力学和工程因素，并利用神经网络计算的非线性、大数据特点建立了井下地层裂缝宽度的分析模型，模型包含输入层、输出层和3个隐藏层。通过该模型诊断井下裂缝宽度，提高了计算精度，平均误差仅为2.09%，最大误差为5.88%，解决钻井现场仅凭经验判断裂缝误差较大和依靠成像测井成本较高的问题。同时根据神经网络模型诊断得到的裂缝宽度优化堵漏材料的粒径配比，提高了裂缝内的架桥封堵强度和架桥的稳定性，封堵层的承压能力达到12.8 MPa，反向承压能力达到4.5 MPa。现场堵漏试验最高憋压10 MPa，经过封堵作业后大排量循环不漏，达到了裂缝性地层高效堵漏的目的，堵漏一次成功。      

M1080B无心外圆磨床改进

M1080B无心外圆磨床砂轮及导轮宽度较窄,磨削轴承套圈外圆时,磨削效率低,托板架调整较为繁琐、皮带打滑、磨损较为严重。针对上述问题,提出了相应的解决办法,提高了磨削效率。     

考虑采空区矸石压缩效应的沿空掘巷时机确定方法

合理沿空掘巷时机可有效缓解采掘接续压力、减小巷道变形。采用理论分析方法,建立考虑矸石压缩效应的沿空掘巷覆岩结构力学模型,分析"煤壁(柱)-矸石"承载体系对覆岩稳定的协同控制效应。关键块触矸后下位岩层反向力矩无法协调其稳定时,关键块持续回转下沉产生对矸石的压缩,矸石承载力、下位岩层支撑力和岩块间水平推力随矸石压缩量增加近似呈负指数关系递增,共同协调关键块稳定,据此提出掘巷时机计算方法。在基本顶断裂线内掘巷会对覆岩结构稳定产生扰动,掘巷产生的关键块附加力矩将由矸石持续压缩恢复的应力协调承担,掘巷扰动时间、顶板下沉量与煤柱宽度负相关,适当增加煤柱宽度有利于缩短掘巷扰动时间,减小顶板下沉。研究成果对确定沿空掘巷时机和设计煤柱宽度具有借鉴意义。     

胶片导切机旋转刀的有限元分析

基于有限元分析方法,对密炼机上辅机系统的胶片导切机旋转刀刀片强度进行分析,并根据分析结果优化旋转刀刀片的结构设计和材料选择。结果表明:传统机械破碎强度(P_b)理论不适用于胶片导切机旋转刀的胶片切割;在剪切力(F_2)一定的条件下,减小胶片导切机旋转刀刀片安装偏角或者增大刀刃宽度(W)可以降低旋转刀刀片的应力,从而减少刀片崩裂,延长刀片的使用寿命,也可以通过更换材料和改变热处理的方法来降低刀片制造成本;在F_2和P_b一定的条件下,适当增大W可以减小胶片导切机投产后的磨刀频率,降低维护成本。     

两厢车尾门门洞止口边的设计和优化

汽车尾门是车身上重要的启闭件,以两厢车大后盖为例,介绍了尾门止口边的正向设计方法。以止口边技术要求、人机工程要求作为输入条件,将尾门止口边分为4个区域制作控制截面,以截面中推导的位置作为构造基础,制作三维止口边数据,并探讨了校验和优化方法。通过优化后的止口边方案,可使得尾门门洞止口边同时兼顾功能性、制造性、美观性等要求。     

慢性心力衰竭患者红细胞体积分布宽度、心力衰竭计分及中医辨证的相关性研究

目的:探讨慢性心力衰竭患者红细胞体积分布宽度、心力衰竭计分及中医辨证的相关性。方法:回顾性分析224例慢性心力衰竭患者的临床资料,根据中医辨证分为心肺气虚证(32例)、气阴两亏证(33例)、心肾阳虚证(37例)、气虚血瘀证(58例)、痰饮阻肺证(29例)、阳虚水泛证(19例)、阴竭阳脱证(16例)7组,另选取健康体检者32例作为对照组。比较不同证候间红细胞体积分布宽度水平、心力衰竭计分的差异,并分析不同证候与红细胞体积分布宽度水平、心力衰竭计分的相关性。结果:慢性心力衰竭中医证候随心肺气虚证、气阴两亏证、心肾阳虚证、气虚血瘀证、痰饮阻肺证、阳虚水泛证、阴竭阳脱证的变化,红细胞体积分布宽度水平、心力衰竭计分、心功能分级、左心室舒张末径递增,左心室射血分数递减,差异均有统计学意义(P<0.05),且慢性心力衰竭各证候红细胞体积分布宽度水平均明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);慢性心力衰竭患者红细胞体积分布宽度水平、心力衰竭计分均与左心室舒张末径呈正相关,与左心室射血分数呈明显负相关,差异有统计学意义(P<0.05);慢性心力衰竭不同中医证候与心力衰竭计分呈正相关,差异有统计学意义(P<0.05),与红细胞体积分布宽度无明显相关性,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:慢性心力衰竭各证候与心功能分级密切相关,红细胞体积分布宽度水平、心力衰竭计分是反映慢性心力衰竭心功能的重要指标,对中医辨证有一定的参考价值。