MEMS惯性器件的主要失效模式和失效机理研究

针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,通过大量的历史资料调研和失效信息收集等方法,针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,对冲击、振动、湿度、温变、辐照和静电放电(ESD)等不同环境应力条件下的MEMS惯性器件典型失效模式及失效机理进行了深入分析和总结,研究结果有利于指导未来MEMS惯性器件的失效分析和可靠性设计.     

混凝土中钢筋锈蚀的电化学无损检测技术

对比研究了几种混凝土中钢筋锈蚀的无损检测技术,包括半电池电位法、线性极化法、阳极极化曲线法.半电池电位法测试速度快,但所测结果受环境影响较大;线性极化测试准确,但很难将结果与钢筋的实际锈蚀情况相对应;阳极极化曲线能有效判断钢筋是否脱钝,通过阳极极化曲线定量判断钢筋腐蚀的速率将成为该领域未来研究的重点之一.     

基于二次有理分式拟合多能投影曲线的X射线能谱估计方法

在X射线计算机断层（CT）成像领域,多种应用需要准确的X射线能谱信息,包括能谱CT图像重建、CT图像硬化校正、CT图像的定量分析等.然而,由于CT系统中X光机发出的射线流强很大,X射线能谱一般难以直接测量,更为常用的方法是利用不同厚度模体的投影数据,间接估计能谱.该类方法将能谱估计问题转化为一组病态线性方程组的求解问题.为了获得较为准确的X射线能谱,通常需要测量多组投影数据,工作量大.针对该问题,本文提出一种新的X射线能谱估计方法.该方法利用二次有理分式拟合多能投影曲线,然后利用多能投影曲线上的采样点间接估计X射线能谱.由于二次有理分式参数少,因此该方法仅需少量的测量点即可拟合出高精度的多能投影曲线.实验表明：本文方法仅需要3个测量点就可以达到传统方法使用十几个测量点估计的X射线能谱的精度,显著减少了采样数量,进而减少能谱估计的工作量.仿真和实采数据都验证了方法的有效性.     

基于统一潮流建模及灵敏度分析的电-气网络相互作用机理

随着燃气轮机和电转气技术的发展,电网和天然气网的耦合程度不断加深,两者之间的相互影响受到了密切关注。从潮流算法与灵敏度分析两方面针对现有电-气网耦合机理研究的不足进行改进。首先,建立了电网-天然气网统一潮流模型,并采用变量压缩的方法简化了方程维数,基于管存模型考虑了天然气传输的慢时间尺度特性。同时,为避免传统牛顿法应用于天然气网潮流求解对状态初值选择的敏感性,提出采用牛顿下山法对统一潮流模型进行求解。其次,基于灵敏度分析并以电-气耦合节点气压-注入功率灵敏度为关键表征量,提出用于电网-天然气网耦合作用机理分析的综合灵敏度指标,以期为2个网络联合运行提供决策帮助。算例分析验证了所提算法的有效性,综合对比探究了燃气轮机和电转气耦合环节下电网-天然气网的相互作用特性,并验证了天然气网的管道存储特性在应对系统扰动时的积极作用。     

电-气互联系统建模与运行优化研究方法评述

基于燃气轮机和电转气(P2G)双向耦合的电-气互联系统(IEGS)是实现高比例可再生能源消纳、提升终端能源利用效率的重要载体。首先,基于电力-天然气流传输特性的对比,阐述了IEGS的内涵及其优势。其次,介绍了IEGS中耦合新设备——P2G的技术原理和建模方法。进一步,围绕IEGS能流建模求解和优化运行调度2个维度,总结综述了相关技术的研究进展。关于优化运行调度的研究进展,主要从基础调度模型、计及系统随机性、计及能流差异性、计及运营管理机制、模型非线性处理方法等5个方面展开论述。最后,对未来IEGS建模和运行优化的研究进行了展望。     

带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱抗震性能试验研究

为研究带拉杆约束矩形截面钢管混凝土短柱的抗震性能,以轴压比、约束拉杆间距和截面长宽比为主要参数,进行了4个无拉杆约束和11个带拉杆约束矩形钢管混凝土短柱试件的低周往复加载试验。研究了其破坏过程、滞回性能、承载能力、变形能力、刚度退化及耗能能力等,并基于数值分析给出了带约束拉杆矩形截面钢管混凝土短柱压弯承载力计算式。结果表明：钢管板件宽厚比为50和67、剪跨比为3的矩形截面钢管混凝土短柱的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩;设置约束拉杆提高了试件的承载能力、变形能力及耗能能力;带约束拉杆试件的极限位移角在1/19~1/50之间,位移延性系数在3.28~6.25之间;破坏时的等效黏滞阻尼系数在0.3以上;增加轴压比降低了试件的延性;减小约束拉杆间距可明显改善柱的抗震性能;保持截面宽度不变,增加截面长宽比,可提高试件承载力,但延性降低。提出的带约束拉杆矩形截面钢管混凝土短柱的压弯承载简化计算式的计算结果与试验结果吻合较好。     

带约束拉杆方形钢管混凝土短柱压弯承载特性

通过对2个不带约束拉杆和8个带约束拉杆方形钢管混凝土短柱试件的拟静力试验,研究带约束拉杆方形钢管混凝土短柱压弯承载力。采用带约束拉杆方形钢管混凝土短柱核心混凝土的本构关系,利用有限条带法对反复荷载作用下试件的骨架曲线进行数值计算,计算结果与试验结果吻合良好。并利用该方法分析钢管屈服强度、截面含钢率、混凝土强度及拉杆约束系数等参数对N/Nu-M/Mu曲线的影响规律,在此基础上提出带约束拉杆方形钢管混凝土短柱压弯承载力的简化计算式。运用简化算式及国内外技术标准分析构件的压弯承载力,简化式与试验结果吻合较好,而CECS 159∶2004《矩形钢管混凝土技术规程》没有考虑约束拉杆的作用,对构件的压弯承载力评估不足。     

轴对称荷载下饱和土应力一剪胀关系的试验研究

剪胀性是岩土类材料的重要特性之一,1962年P．W．Rowe提出的应力一剪胀模型奠定了岩土材料剪胀性研究的理论基础和研究方法。我们经过推导,得出了粘性土应力一剪胀关系,并通过正常固结饱和粉质粘土的试验,验证了应力一剪胀关系对粘性土具有一定的适应性。     

高密度城市绿色开敞空间的建设误区和优化策略北大核心

在高密度发展逐渐成为中国城市建设重要方向的背景下,指出绿色开敞空间作为推动城市功能优化与城乡统筹发展的重要手段,对于高密度城市可持续发展具有重要意义。通过对高密城市绿色开敞空间在发展思路、总体布局、空间组织、建设理念、公园体系和建设模式方面存在的误区进行剖析,明确其总体目标、发展方向、前提条件、基本原则和实施标准,总结提出绿色开敞空间规划建设的优化策略与方法,包括生态定量综合评估、优化空间连续布局、多层空间结合的立体发展思路,开展全生命周期分类管控。     

基于介电弹性体的旋转步进柔性驱动器

为了适应未来小型自动化机器的驱动需求,设计并实现了一种基于单层介电弹性体薄膜的旋转步进柔性驱动器。相对于传统双轴拉伸装置,自制的八爪拉伸装置使介电弹性体薄膜的预拉伸更均匀。测试了不同预拉伸量下介电弹性体驱动器的最大形变量,确定了制作驱动单元所需的介电弹性体薄膜最佳的预拉伸量。最终通过合理的设计将棘轮机构和驱动单元相结合实现了旋转步进柔性驱动。由于介电弹性体驱动器存在迟滞现象,导致驱动器的步进频率会随着负载质量的增大而减小。通过调节驱动信号的频率,可以改变驱动器的负载能力及步进频率。试验结果表明,当驱动电压为4.53 kV,空载时驱动器步进频率最高可达2.3 Hz;负载时,最大负载为263 g,即峰值扭矩为13.15 mN·m,此时步进频率降至0.22 Hz。