热声焊机变幅杆固有频率模态分析

纵向振动单一超声变幅杆是热声焊机换能器中的关键零件,其作用是放大换能器所获得的超声振动振幅.为了得到最大的振动幅值,变幅杆固有频率应和超声波发生器的工作频率相同.运用ANSYS有限元分析软件进行了不同材料下的变幅杆固有频率的模态分析,验证了1Crl8Ni9Ti不锈钢的变幅杆的纵振固有频率与工作频率相一致,给出了纵振模拟图和位移图,并对模态分析结果进行了研究,以了解在给定的频率范围内各种模态形式,通过采取一定方式抑制接近工作频率的影响键合质量的非工作模态产生.     

双变幅杆V形直线超声电机研究

提出一种改进的V形直线超声电机.该电机利用两垂直兰杰文振子的纵、弯振动,在其驱动足处形成椭圆运动,推动动子运动.采用超声变幅杆结构的兰杰文振子,放大了定子驱动足处的振幅.有限元法用来设计定子结构尺寸,调节对称模态与反对称模态的频率一致性.实验表明,在预压力50 N下,该电机最大空载速度为235 mm/s,最大输出力21.4 N,定子质量为87.3 g,推重比达25.     

新型高频硅基超声雾化器的结构仿真及制作

设计并制作了一种液路自对准的高频硅基超声雾化器,利用有限元分析软件对器件的特性进行了系统的仿真分析,得到施加30V的激励电压后器件的阻抗特性,相应谐振频率下的位移、应力分布及变幅杆各部分振动位移随时间的瞬态变化图。结果表明,仿真分析与理论设计相符。最后,通过微机电系统(MEMS)工艺制备了谐振频率为1 MHz的硅基超声雾化器,为后期实验测试打好基础。     

非对称GNRD波导耦合特性的计算

本文将两种尺寸不同的波导相互耦合可实现宽带耦合器的原理用于GNRD波导定向耦合器的设计。根据对非对称GNRD波导耦合特性的理论分析,定性讨论了各种非对称情况对耦合特性的影响;并设计了3dB GNRD波导非对称定向耦合器。计算结果表明其在8mm波段,耦合频带比原对称时的明显平坦。     

电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法

 基于自由度缩聚技术和模态叠加原理,提出两种电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法:范数极小值等效法和约束基频等效法.两种方法依据器件质量、约束基频、内部布局等特性,将具有非均匀质量和刚度分布的器件等效为均质长方形质量块,使电子器件的网格划分和数值计算大为简化.通过印制板固有特性和响应结果的对比分析,验证了等效方法的有效性和实用性.     

基于Matlab的电场有限元数值计算分析

有限元法是对电磁场进行数值求解的重要方法,也是本科电磁场课程的教学内容之一.论文结合本科教材阐述了对电场进行有限元计算时的数学模型和算法原理,介绍了Matlab软件基本的矩阵处理编程方式和电场场域有限元分析的算法框图.进而联系教材中一个电器的电场电位分布计算实例,在Matlab环境下进行有限元计算编程的实现.数值解与解析解的比较结果表明Matlab应用在对电磁场进行有限元计算所具备的合理性与简易性.本文对本科教学中帮助学生理解电磁场的数值计算及其编程实现有一定的参考意义.     

场发射结构的有限元模拟

采用ANSYS有限元计算程序，对场致发射体进行模拟计算，初步研究了发射体的几何形状尺寸与其发射特性之间的联系。通过对不同几何尺寸发射体的计算结果的分析，认为发射体的尖端曲率半径及栅极的开口直径是影响发射体发射特性最主要的因素。依据合肥国家同步辐射实验室的LIGA深度光刻技术，给出可行的几何形状。     

基于正交试验和有限元计算的优化设计方法

介绍了基于正交试验和有限元计算的模态优化方法。针对影响结构件模态值的主要影响因素进行优化组合,得到结构件的最大模态值。应用该方法对某雷达反射面进行分析验证,为复杂设备的优化设计提供了基础性的设计方法。     

金属板料激光喷丸成形理论研究与数值模拟

在对激光喷丸成形(LPF)机制分析的基础上,采用ABAQUS软件对激光喷丸成形过程进行了有限元数值模拟,分析了激光喷丸后板料的变形和残余应力场的分布情况。结果表明激光喷丸在板料表层的塑性变形层中诱导出压应力,在塑性变形层以下部位出现拉应力,这种应力分布形式打破了板料内部原有力系的平衡,促使板料发生弯曲变形,从而使板料内部应力重新分布以达到新的平衡,最终在板料厚度方向形成上下两面为压应力,而中部为拉应力的新的残余应力场。研究结果对理解激光喷丸成形过程及其本质,进行激光喷丸工艺参数的合理优化、板料变形过程的有效控制和进一步的实验研究具有指导意义。     

Finite Element Simulation of Frequency Response of MEMS-Microphone

The frequency response of a MEMS microphone is largely dependent on the design and size of the package. The location and size of the acoustic port, the dimensions of the front and back chamber, and the packaging material are of key importance. In this paper we present the results of calculating the frequency response of a MEMS microphone obtained by finite element modeling (FEM) for two main types of packaging with different positions of the acoustic port. The simulation results are analyzed and compared to the measured frequency response of the MEMS microphone.     

BGA焊点的有限元模拟仿真分析

首先建立了BGA单个焊点的模型,然后对其加载温度循环载荷、设定边界条件,并利用有限元分析工具ANSYS进行计算,得出了应力应变的分布云图。根据计算后从各关键部位提取的应力应变随时间的变化关系对焊点可能发生失效的位置进行了讨论,研究结果对焊点的可靠性评估有一定的指导意义。     

激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

Finite Element Calculation of Microwave Absorption by the Cranial Structure

Using an axisymmetric inhomogeneous lossy dielectric model of the human cranial structure, calculations yielding interiorabsorbed power density spatial distributions and whole-body cross sections are presented. These computations are preformed by way of a finite element implementation of the coupled azimuthal potential formulation. Results are considered for two angles of plane wave incidence, with two orthogonal polarizations, at the frequencies of 1 and 3 GHz. Comparisons are made with a simpler multilayered spherical model. Attention is given to the sensitivity of "hot spot" intensities to incident field orientations and model parameter uncertainties.     

Finite Element Simulation of Self-Writing Waveguide Formation Through Photopolymerization

This article presents the simulation of the dynamics of the self-writing waveguide phenomenon in photopolymerizable resin systems using the finite element method. The rate equation of the photopolymerization process, mechanical shrinkage in the resin and lightwave propagation through the waveguide are included in the finite element model. An emphasis is placed on the simulation of processes occuring at multiple time scales and the introduction of mechanical shrinkage through an equivalent body force. Simulation results predict the features of self-writing previously observed including nonuniformities in the final polymerized waveguide.     

边缘负载FBAR谐振器有限元仿真分析

外部激励施加于薄膜体声波谐振器(FBAR)时会激发纵向与横向剪切的振动,引发能量损耗,为了减少寄生谐振,降低FBAR器件的工作损耗,提高器件的品质因数,故需要抑制横向剪切振动。该文采用有限元仿真法讨论了顶电极边缘负载参数对FBAR器件横向寄生的影响,并通过COMSOL仿真软件实现且制备了结构完整的谐振器。测试结果表明,负载结构可有效提升器件品质因数约10%。     

压电纤维复合材料有限元模拟及其试验研究

考虑压电纤维复合材料(MFC)压电陶瓷纤维层和指间交叉电极设计,假定压电陶瓷纤维极化方向相同,设置递进的电压边界条件,建立MFC均匀压电层等效有限元模型,借助ANSYS-APDL软件进行结构-压电耦合场仿真,模拟其工作的真实变形;同时进行自由应变和阻滞力的数值测试,数值上验证了有限元模型,修正纤维纵向压电应变常数d_(33)。对含有MFC驱动器的铝合金悬臂梁进行数值和试验研究,验证了该模型的准确性。与细观尺度上的MFC有限元模型相比,该有限元模型节约了计算成本,可应用于实际工程中。结果表明,MFC激励法用于振动特性分析时,操作简单,重复性好,信噪比高。     

雷电电磁场理论计算与模拟技术研究

为研究雷电电磁脉冲场对电子设备的电磁损伤机理和防护加固技术，在雷电电磁脉冲场理论计算的基础上，采用冲击电压发生器与GTEM室相结合，研制了雷电电磁环境模拟系统，其电场强度可高达400kV／m。通过改变模拟器的波头和波尾电阻，可方便地改变电磁脉冲场的前沿时间和半值时间，满足对各种雷电电磁环境模拟的需要。