靶式光纤Bragg光栅流量传感器

通过传统流量测量元件的原理、技术和传感结构的研究,在设计中采用了光纤Bragg光栅作为传感元件并选用了靶式传感结构。利用靶式流量计中靶片受力与液体流速成一定函数关系,研制了一种轴封膜片结构的光纤Bragg光栅靶式流量传感器。建立了加载在靶板处的载荷量与该光纤Bragg光栅靶式流量传感器的Bragg波长移位值关系的传感模型;计算出该传感器的理论灵敏度为18pm/Kg;理论分辨率为0.055Kg/pm。并通过砝码干校法实验,测量出了传感器的实际灵敏度16.7pm/Kg,实际分辨率为0.06pm/Kg。     

主轴系统仿蜂巢冷却结构流固耦合热设计研究

主轴系统的热误差是影响数控机床加工精度的重要因素。受自然界蜂巢分形结构的启发,设计了一种基于蜂巢仿生流道的主轴系统冷却结构,并建立了蜂巢仿生流道冷却结构模型。在数值传热学相关理论基础上,通过Fluent有限元软件对蜂巢仿生流道(单孔和多孔流道截面结构)和螺旋形流道冷却结构方案进行仿真计算,流固耦合分析结果显示两种前者流道结构比后者的流动特性较好,散热效果更好。在同等边界条件和冷却液体积相同情况下,多孔蜂巢形流道截面结构比单孔蜂巢形流道截面结构的散热效果更理想、温差更小。研究结果可以为主轴系统的冷却结构乃至电子元器件等微系统结构热设计提供参考。     

叶栅通道端壁气膜冷却的换热数值仿真

为了研究气膜孔、吹风比以及雷诺数对叶栅端壁换热系数的影响的温度特性,为了防止局部过热影响涡轮部件的寿命,有必要对端壁实施有效的冷却,提出了叶栅通道端壁气膜冷却的换热系数随三种情况的变化规律,并进行了数值仿真.对端壁结构二次流吹风比以及主流雷诺数对端壁的换热和有气膜冷却的端壁换热与没有气膜冷却做了对比,在气膜孔周围换热系数明显减小.二次流质量流量适中时才会使换热系数最大程度降低.通过数字仿真表明,为叶栅通道端壁的温度控制提供了参考.     

铣镗床电主轴热变形研究

本文以电主轴为研究对象,采用CAE理论分析与试验研究相结合的手段和方法,对电主轴这一典型高速旋转结构的热场分布和热变形进行了探索性研究,并提出了主轴结构优化设计的具体措施。     

铣镗床电主轴热变形研究

本文以电主轴为研究对象,采用cAE理论分析与试验研究相结合的手段和方法,对电主轴这一典型高速旋转结构的热场分布和热变形进行了探索性研究,并提出了主轴结构优化设计的具体措施。     

低温敏的双管式光纤Bragg光栅应变传感器的研究

机械构件由于荷载会产生应变,根据应变分布情况可以确定构件的强度信息以及所受荷载状况。研制了一种降低温度敏感性的双金属管光纤Bragg光栅应变传感器。利用内、外管材料热膨胀系数的差值,抵消光纤Bragg光栅由于热膨胀和热光效应引起的波长偏移,实现在应变测量过程中的温度补偿。内、外管之间采用螺纹结构连接,通过调整内管旋入外管的螺纹长度来调节传感器的测量范围和温度补偿效果。实验表明,该传感器的温度灵敏系数为2.62 pm/℃,是裸光栅温度灵敏度的25%;应变灵敏系数为1.215 pm/με,非线性误差为0.8%FS,滞后误差为3.6%FS,重复性误差为2.86%FS。     

基于温度估测汽车电子机械制动系统(EMB)制动力研究

针对汽车电子机械制动系统(EMB)控制机构中制动力传感器测量制动力存在的不足,运用传热学理论和有限元方法,结合实验对刹车片温度场、热性能、热分布规律及冷却过程进行分析,建立了考虑快速制动和冷却过程条件下估测刹车片温度和制动力的模型。根据模型模拟出EMB特性曲线并用实验进行了验证。实验证明建立的模型准确可行。     

基于FEM的叶栅动态特性仿真研究

计算机仿真在航空航天领域得到了广泛的应用.有限单元法是大型复杂结构或多自由度体系分析的有力工具.对大型承载飞机普遍使用的发动机转子叶栅,使用有限单元法(FEM)进行建模,然后对叶栅的结构及旋转状态下的动态特性进行分析.同时在不同转速下计算模态和振动频率,对等效压力分布、等效应力分布和整体形变进行仿真,并绘制了叶栅共振曲线的坎贝尔图,显示了固有振动频率和振动响应条件下共振激励作用.利用有限单元法的建模方法进行仿真,结果表明,使用上述方优化设计,使叶栅转动特性安全有效.     

电改写叠栅结构的雪崩注入型MOS只读存储器

本文报导了一种可重写和非易失性的雪崩注入型存储器的写和清除性能的设计理论及其实验结果。这种存储管具有浮动栅和控制栅的叠栅结构。加在控制栅上的电压控制了因注入电荷引起的晶体管开启电压的偏移,控制栅上的电压减少了漏结的雪崩击穿电压并且加速电子注入到浮动栅。单个晶体管写的时间约为20微秒,对于一个全译码的2048位存储器,用合适占空度的编制程序脉冲,写的时间可小于5秒。清除这种存储器或用紫外线辐射浮动栅或通过电场使浮动栅向控制栅发射电子。本文从理论上分析了电清除,同2K 位存储器的实验结果相比较是成功的。也研究了存储器的保持性能并提出了一种电荷逸出模型。     

高热流微冷却器的换热性能研究

对以水为换热介质的微通道冷却器对模拟发热电子芯片进行冷却的换热性能进行了实验研究.通过测量流体的流量、进出口温度、发热片表面热流密度,获得了不同几何结构微通道冷却器在不同加热功率、不同Re数条件下的换热特性和冷却效果.结果表明,微通道冷却器可以有效地对表面热流密度高达5.34×105 W/m2的发热电子芯片进行冷却;微通道冷却器的换热性能随Re数的增大而提高,所提高的幅度随加热功率的增大而增大;微通道的几何结构对换热性能有显著影响,平均Nu数随微通道的宽深比增大而增大.     

状态变量方程辨识Cauer热模型参数的方法

绝缘栅双极性晶体管IGBT模块热网络与可靠性密切相关。Cauer模型简单直观,为了得到模型中各元件的参数,提出一种基于现代控制理论中任意系统转换为能观标准型的一般方法,将模型的一般的状态空间表达式通过矩阵变换的方法转换为特殊的能观标准型。通过实验或仿真得到系统的传递函数,将传递函数与能观标准型进行比较,可以得到若干个方程组并求解得到所需的元件参数。通过仿真验证了该方法的可行性。     

短沟道SOI中的阈值电压下降问题的研究

运用电荷分享模型推导出背界面处于耗尽状态的单栅和双栅薄膜SOIMOSFET中短沟道效应引起的闽值电压下降的理论模型。利用MatLab进行了数值模拟计算．并比较了单栅和双栅器件的结果。同时分析了沟道区掺杂浓度、硅膜厚度、栅氧化层厚度对阈值电压下降的影响。结果表明．薄膜器件有利于减小短沟道效应．而双栅器件短沟道效应比单栅器件减小4倍。另外．对于薄膜器件来说,改变器件结构要比改变器件参数对短沟道效应的抑制作用好得多。     

联栅晶体管的研制

联栅晶体管(Gate Associ—ated Transistor)是一种结构改进的双极型晶体管,它具有高开关速度、高反压、低饱和压降等特点。本文讨沦了联栅晶体管的结构与性能,分析了联栅管H_(FE)—I_C特性及优化设计问题。     

ANSYS在光纤Bragg光栅加速度计设计中的应用

采用ANSYS软件,通过对光纤Bragg光栅加速度计的动态特性分析,进行了结构优化,并计算了优化结构的灵敏度和固有频率。参照有限元理论分析,进行光纤光栅加速度计的实验研究,获得了加速度计的灵敏度和固有频率。实验结果与理论值具有较好的一致性,说明利用有限元软件ANSYS对光纤Bragg光栅加速度计进行辅助设计是有效的手段之一。     

具有非均匀内热源的多孔介质中自然对流传热的数值研究

采用数值方法分析了填充多孔介质的竖直同心套管内,非均匀分布的内热源和内外壁面温差对自然对流的影响。考察了高宽比A、内热源分布系数m以及内外Rayleigh数之比Rai/Ra对流场、温度场和内外壁面Nusselt数的影响。结果表明：Rai/Ra较大时流场中部形成逆向环流,并出现θ＞1的高温区;内壁面Nusselt数呈现先增大后减小的趋势,大约在Z=0．8处出现转折。外壁面Nusselt数在Z＞0．8处变化加剧,表明外壁面对流传热主要集中在管上部区域。m增大流体中心逆向环流随之减小并最终消失。     

一种CMOS工艺兼容的PMOS管红外探测器

二极管连接的MOS管以恒定电流偏置时,栅源电压与温度成线性关系.其温度变化率与偏置电流和MOS管的宽长比等因素有关.对此做理论分析的基础上,用Hspice进行了仿真.当取偏置电流为60μA,MOS管的宽长比为2/2时,仿真得到的栅源电压温度变化率为2.13 mV/K.基于此温度特性,提出用PMOS管作为红外探测敏感元件,利用标准CMOS工艺,结合体硅加工技术制作红外探测器的方法,并将PMOS管串联以进一步增加探测器的灵敏度.     

基于Markov和SFT的同类元件系统中元件维修率分布确定

为了扩展空间故障树SFT理论,研究可表示工作环境影响的元件维修率,借助Markov链理论对元件维修率分布进行推导。所研究系统的特点为由相同元件所构成,进而使Markov链中失效率和维修率相同。用SFT中的特征函数代替Markov链中失效率,并根据实际情况设定状态转移概率,从而可得SFT下的元件维修率分布。维修率分布是由工作环境因素作为自变量的函数。考虑工作时间t和工作温度c影响下,对一混联系统进行元件维修率分布计算。最终得到了元件维修率分布和正常状态转移概率范围,其具体计算要依赖于实例系统结构。最后论述了方法的不足及其原因。     

非均匀内热源对多孔介质内复合对流传热传质的数值研究

采用数值方法分析了具有非均匀内热源的竖直套管中复合对流传热传质,考查内热源分布系数M和热质二浮力比N对速度、温度、浓度分布以及Nusselt数和Sherwood数的影响,讨论了Da数对复合对流传热传质的影响.结果表明:当N＞1时速度V为正,其值随N的增加而增大:当N＜-1.5时,V则先负后正.随着M增大,内外壁面处流线...     

一种基于特征的纺丝元件建模方法研究

基于产品特征建模理论,通过对不同纺丝工艺和纺丝元件结构特点的分析,研究了以形状特征和纺丝工艺特征为对象的纺丝元件特征模型的定义方法,建立了一种面同工程设计的,又具有工程技术语义的纺丝元件特征模型,并在此基础上讨论了特征库中纺丝元件的定义。     

氢吸附调控石墨烯自旋密度的理论研究(英文)

采用基于DFT理论的第一性原理计算方法对石墨烯吸附氢的磁性进行研究。首先对石墨烯量子点进行磁性的研究,研究表明边缘用氢钝化的石墨烯量子点所表现出的磁性和石墨烯量子点的切割形状紧密相关,切割形状为矩形的石墨烯量子点表现出反铁磁的性质,切割形状为三角形的石墨烯量子点表现出铁磁的性质。其次对石墨烯晶格吸附氢栅和氢探针所引起的自旋磁性进行计算研究,结果表明通过氢栅的吸附可以改变石墨烯的几何结构和能带结构,石墨烯的形状由二维的平直结构变为三维的起伏结构,石墨烯的带隙从零变为0.214 e V。最后研究氢探针对氢栅的影响,发现氢探针能够改变氢栅附近自旋密度分布,引起自旋干涉现象。我们计算了4个典型的位置A_1、A_2、B_1、B_2,发现不同的探针吸附位置引起不同的自旋干涉,氢栅的自旋密度分布与碳原子自旋密度分布趋势一致,但碳原子的自旋磁矩比氢栅的自旋磁矩大三倍,并且氢探针越靠近氢栅,自旋的干涉效应越明显。这些性质有助于石墨烯在自旋半导体器件、自旋开关等领域中的应用。