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。     

高速电主轴瞬态温度场分析与测试

研究数控机床主轴温度优化控制问题,高速电主轴系统热变形影响机床加工精度。由于高速电主轴是一个复杂的非线性系统,对温度优化控制较困难。为精确了解高速电主轴系统瞬态温度场分布,采用MSC.Marc软件接触热阻,以多体接触的方式,对电主轴系统不同转速工况下进行有限元仿真分析,并通过现场验证仿真结果。结果表明,系统温度场分布不均,冷却水将系统分成高、低温区域;定子温度随转速非线性变化,转速3000rpm以上温度增长较快。以分析和测量结果为基础,利用冷却水降温。根据定子发热量随转速的变化规律,实时进行控制。测试结果证明,对高速机床温度测量精度效果好,为设计提供了依据。     

XMM卫星的结构和热设计

XMM（多面镜X射线观测卫星）卫星具有标准的结构和热设计，由于望远镜焦距长（7．5m)，故反射镜远离其仪器，在发射前和发射中，卫星整体结构必须保持完整，在轨道上，卫星无法用星上软件进行热控，而卫星结构和热控功能是不可分割的。总的要求是调整安放在卫星－端的一组反射镜与另一端仪器的关系使它们对中。卫星中，有一小部分仪器需要保持在低温状态，但绝大部分需要保持在室温状态，热控的任务就是通过主动或被动的方法满足以上不同要求，使得在预期的温度变化范围内，使结构的“对中”保持不变。     

用于生物化学检测的微芯片量热计发展综述

基于量热法和MEMS技术所制备的芯片量热计是用于描述化学反应或生物过程的有效工具，具有尺寸小、制造成本低、样品用量小、便携性高等多种优点。它在酶催化反应、活性蛋白肽变性过程、碱基DNA链中核苷酸渗入等生物检测领域有广泛的应用前景。首先介绍了量热计的工作原理和传统量热计的缺陷，并引出了MEMS技术对于芯片量热计发展的推动作用；然后基于器件性能和设计要素(包括量热法、传感方式、腔室结构和材料)对国内外研究成果进行阐述和分类比较；此外，还讨论了芯片量热计在生物检测领域的应用；最后，对生物芯片量热计的发展进行了相应的总结和展望，为之后的研究提供参考。     

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。     

ANSYS在热释电薄膜红外探测器二维热分析中的应用

根据热释电薄膜红外探测器的结构和实际的测试条件,利用有限元软件ANSYS建立了不同结构组成的热释电薄膜红外探测器的二维模型,并对其进行了热分析,得到了探测器内的温度场分布.分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响,并将复合热释电薄膜红外探测器与微桥结构探测器的性能进行了比较.     

复合材料层合板非线性热振动分析

采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性热振动特性．采用特征值屈曲分析方法,判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点,计算了结构的一阶弯曲固有频率,分析了铺层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和结构固有频率的影响,总结了其对复合材料层合板结构热振动特性影响的一般规律．这些结论对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导意义．     

MEMS纳米量热传感器基底结构与材料仿真

通过对微机电系统(MEMS)纳米量热传感器原理与热损耗机理分析,借助有限元分析(FEA)软件研究不同结构、材料种类的基底对纳米量热传感器热分布、功耗的影响,并通过对纳米量热信号的仿真,验证了器件的可行性,进而依据仿真结果对纳米量热传感器的性能进行优化。研究可以为其他不同类型的量热器件的仿真与设计提供参考依据。     

高速电主轴转子系统动力学分析

本文介绍了某型电主轴的结构设计,在ANSYS中建立轴承—主轴系统三维有限元模型,采用Subspace模态提取法进行结构分析,计算出电主轴的前6阶固有频率和振型,验证了该电主轴设计的合理性。     

含TEC复合材料热智能结构的仿真分析

功能单一的结构系统或温控系统已经不能满足航天器的要求,结构--温控功能一体化复合材料受到越来越多的重视.基于热电致冷器(TEC)的热特点,建立了含TEC片的复合材料热智能结构的热分析模型,以SINDA/G软件为仿真平台,研究了TEC片的安放位置、智能结构的热边界条件等因素对结构热分布的影响,还设计了热智能结构的温度控制系统,并利用SIMULINK软件进行了仿真.为热智能结构在计算机芯片的散热设计、红外隐身结构上的应用提供支持.     

非致冷型焦平面阵列设计特性分析

文章重点分析了根据热释电效应工作的热释电探测器，包括主要组成结构，探测源、热绝缘结构和IC读出电路。从响应度、噪声等效温差NETD以及归一化探测度三个方面的因素分析了制造研究探测源应注意的问题，并且讨论了怎样选取合适的热释电材料。论述了选择热绝缘结构的原则，最后简单介绍了将红外光信号转化为电信号的流程，给出了等效电路。     

微梁结构热偶微波功率传感器芯片的制作工艺

在微波技术研究中，微波功率是表征微波信号特性的一个重要参数，微波功率测量已成为电磁测量的重要部分，可应用于很多场合，如发射机输出功率（包括天线系统辐射的功率）和振荡器输出功率的测量，毫瓦计的校准，标准信号发生器的校准等。微波功率传感器是微波功率计探 头中的核心元件。微染结构热偶微波功率传感器芯片选择具有低电阻温度系数的Ta2N和高热电功率塞贝克系数的Si作为热 材料，利用半导体工艺和MEMS工艺制作，并最终研制成合格的芯片，芯片具有尺寸小，功耗低，灵敏度高，频带宽等特点，简要介绍了芯片的结构原理，并详细介绍了芯片的制作工艺。     

Halo LDD多晶硅TFT载流子效应研究

基于Tsuprem4和Medici模拟软件.研究了Halo LDD多晶硅薄膜晶体管工艺参数对热栽流子效应的影响.结果表明,器件的热载流子效应随着Halo区掺杂剂量的增加而变得更加严重;随着掺杂能量的增加,热载流子退化均表现为先增加后减小的变化趋势,在80KeV退化最为严重.     

多姿态空间相机的热控系统设计与仿真

由于所拍摄目标方位的不确定性,某空间相机在工作过程中存在短时间内大角度的姿态变化,给热控制带来了难度.采用热隔离、热疏导及温度补偿等方法针对该空间相机进行了热控制系统的设计.建立了相机结构和热控措施的有限元模型,并利用I-DEAS软件进行了稳态和瞬态仿真分析.仿真结果验证了热设计满足热控需求,且热控方案可行.     

Thermotoga martima嗜热木聚糖酶化学修饰结果与其结构特性关系研究

应用化学修饰的实验方法,结合蛋白质结构信息的计算来研究酶蛋白中氨基酸残基化学修饰与结构信息之间的关系。以Thermotoga maritima嗜热木聚糖酶为对象,采用PDB数据库中的1VBR为模板计算其序列中色氨酸、谷氨酸、天冬氨酸的溶剂可及性、氢键、盐桥数等结构特性,并与该酶化学修饰的实验结果相对比。结果表明酶活性中心3个色氨酸中,可及性大的Trp802与Trp602两个残基对酶的活性影响较大;序列中谷氨酸与天冬氨酸的氢键、盐桥数较多,修饰其对酶的热稳定性有很大影响。此结果有助于深入了解蛋白质中与化学修饰有关的结构特性,并为基于蛋白质结构的酶蛋白改性奠定了基础。     

高密度存储服务器热设计

云计算和大数据时代对高密度存储服务器的需求越来越大。由于温度对电子元器件的性能和寿命有很大的影响,而高密度存储服务器的功率密度更大,故必须对其进行合理的热设计,以确保服务器工作时的温度在合理可控范围内。介绍了高密度存储服务器的结构,以及散热风道、散热器、风扇等关键散热部件的热设计方法。热设计整体方案采用吸风式的强迫风冷散热方式;基于Flotherm热仿真软件对整机系统进行了仿真优化;在35℃实际应用环境下对产品样机进行了热测试。测试结果表明,该热设计方案满足热设计要求。     

C/SiC复合材料在鼻锥热防护系统中的应用研究

在飞行器防热材料优问题的研究中,高超速飞行器鼻锥面临剧烈的气动加热环境,而目前的常用耐高温合金材料很难满足飞行器的防热设计要求,因而需要对鼻锥结构进行热防护.对鼻锥C/SiC复合材料热防护结构进行了仿真研究.湍流模型采用SST k-ω两方程模型,采用松耦合的耦合方法,对不同C/SiC复合材料厚度的热防护效果进行的研究.研究结果发现采用C/SiC复合材料能够有效地降低内部结构的温度;同时结构内部温降幅度随着复合材料厚度的增加而增加.     

舰船热尾流的测试技术研究

舰艇螺旋桨的扰动和船体引起的船壳涡等将破坏尾流区中原有的温度梯度结构,形成明显的冷的或热的温度变化,称为热尾流.本文介绍了舰船热尾流的主要特征,研制了舰船热尾流和电导尾流实验测量系统,在海上试验测量了水面舰艇热尾流和电导尾流信号.研究结果表明舰艇存在明显的温度和电导信号,海洋表层温度梯度越大,热尾流信号就越强;目标船的吨位和吃水深度越大,热尾流的信号也越强.利用高灵敏度和高分辨率的温度和电导率传感器能可靠的将舰艇热尾流识别出来,有希望作为鱼雷攻击舰艇的一种新的尾流自导手段.     

热红外遥感在煤层火灾调查中的应用

本文介绍以航空、航天热红外遥感数据和图像为主要信息源,对地下煤层燃烧的地表热结构、单层煤和多层煤燃烧结构特征所进行的研究、提出了地下煤层火区定位和宽度估计的方法;研究了TM6影像像元特性、活火区检出能力及其宽度估计的方法;以勘探剖面的钻孔资料为依据,总结了红外遥感探火的经验数据。     

埃克特参考温度法的气动加热系统研究

飞行器在高速飞行过程中产生的气动加热会对飞行器结构的刚度特性产生影响,从而可能导致飞行器性能下降甚至结构破坏;进行地面模拟结构热试验对研究飞行器的热载荷、热防护等气动加热的诸多问题意义重大;文章研究马赫数为2～4的气动加热地面模拟系统的模型、系统结构及控制方法,采用埃克特参考温度法推算出给定热流,与反馈热流比较,实现对地面模拟结构热试验系统的闭环控制;文章还研究了系统模型的辨识方法,采用遗传算法寻优系统的PI参数,并进行了两温区的平板气动热试验,一号温区最大误差1.8%,二号温区最大误差2.7%。