新型高K栅介质ZrO2薄膜材料的制备及表征

采用超高真空电子束蒸发法制备了新型高 K栅介质-非晶 ZrO2薄膜. X射线光电子能谱 (XPS) 中 Zr3d5/2 和 Zr3d3/2 对应的结合能分别为 182.1eV和 184.3eV, Zr元素的主要存在形式为 Zr4+,说明薄膜由完全氧化的 ZrO2组成 ,并且纵向分布均一.扩展电阻法( SRP)显示 ZrO2薄膜的 电阻率在 108Ω@ cm以上,通过高分辨率透射电镜( HR- XTEM)可以观察 ZrO2/Si界面陡直,没有 界面反应产物 ,证明 600℃快速退火后 ZrO2薄膜是非晶结构.原子力显微镜( AFM)表征了薄膜的 表面粗糙度,所有样品表面都很平整,其中 600℃快速退火样品 (RTA)的 RMS为 0.480nm.     

弯曲性分叉河道中污染物扩散性的初步研究

弯曲性分叉河道中水流特征复杂,对污染物扩散有很大影响。为了定量分析其水流特征对污染物扩散的影响,采用有限元方法求解弯曲性分叉河道中的污染物扩散数学模型,研究其中污染物扩散的状况。主要针对河道回流、绕流对污染物扩散的影响进行了详细数值模拟计算,并分别给出了可视化结果及平均的扩散距离。计算结果表明:边界层稍微减弱污染物的扩散,弯道分离使污染物扩散呈现多向扩散,而回流和绕流尾迹区使污染物很难扩散,从而有利于泄漏污染物的收集和集中治理。     

径向水平井弯曲转向机构影响因素仿真研究

针对径向水平井钻进中钻杆弯曲转向前进运动困难的问题,通过建立弯曲转向机构仿真有限元模型,对其主要影响因素:滑道轨迹曲率、间隙、工作压力、滚轮形状与位置和钻杆壁厚等用ANSYS软件进行仿真研究。研究表明:影响截面变形的主要因素是滑道曲率的改变和滑道摩擦因数,钻井失败时钻杆所受阻力的增大不是因为升高工作压力导致截面变形过大与滑道干涉所致,钻杆经校直段,钻头中轴线与校直中心线存在一定的角度,即钻杆的前进轨迹就会偏离理论值,或与地层干涉,或可能再次发生弯曲变形;另一主要原因是转向器滑道工作恶化。增加钻杆壁厚,降低工作压力和滑道摩擦因数,设计合理弯曲转向机构是解决问题的关键。     

有限元技术在数值试井中的应用

分析了试井技术的发展趋势，对有限元分析技术及其发展作了较为全面的介绍，重点阐述了利用有限元技术进行三维建模的方法和步骤，尤其是对复杂的非对称边界和非均质油藏的建模方法和技巧进行了深入探讨。利用数值试井技术，石油工程师可以方便准确地对复杂油藏和边界进行建模，试井的模拟过程和油藏任意位置的压力瞬间变化都可以通过图形和颜色的变化显示出来，解释的精度和速度都得到了大大地提高。     

润滑油用纳米TiO2的表面改性及自修复性能研究

采用油酸对纳米TiO2进行表面改性，使其稳定分散于基础油中。利用HQ-1摩擦磨损试验机考察纳米TiO2的自修复性能，并探讨其自修复机理。试验结果表明，经改性后的纳米TiO2粉体作为润滑添加剂具有良好的分散稳定性、减摩抗磨性和自修复性。     

聚合物熔体的非等温平板收缩流动的数值模拟

用有限元法模拟了Carreau流体在4：1平板收缩口模中的非等温挤出流动，采用3节点的三角形单元对速度、压力和温度进行等阶插值，运用特殊的罚函数处理流体的不可压缩条件，解决了压力场的数值振荡问题，并用改进的Newton迭代法对非线性方程进行求解，成功地计算了Carreau流体在平板收缩流动中的速度、压力、粘度以及应力的分布，同时得到温度场的分布，计算的应力分布与实验的结果及Renardy的分析结构相符。     

X射线光刻掩模背面刻蚀过程中的形变仿真

开发了理论模型以验证有限元方法用于X射线光刻掩模刻蚀过程数值仿真的正确性。利用相同的有限元技术，对X射线光刻掩模的背面开窗、Si片刻蚀过程进行数值仿真。结果表明，图形区域的最大平面内形变(IPD)出现在上、下边缘处，最大非平面形变(OPD)出现在左、右边缘处。此外对Si片单载荷步刻蚀和多载荷步刻蚀的仿真进行比较，结果表明图形区域最终的形变量与Si片刻蚀的过程无关。     

Field Static Load Test on Kao-Ping-Hsi Cable-Stayed Bridge

Field load testing is an effective method for understanding the behavior and fundamental characteristics of a cable-stayed bridge. This paper presents the results of field static load tests on the Kao-Ping-Hsi cable-stayed bridge, the longest cable-stayed bridge in Taiwan, before it was open to traffic. A total of 40 loading cases, including the unit and distributed bending and torsion loading effects, were conducted to investigate the bridge behavior. The atmospheric temperature effect on the variations of the main girder deflections was also monitored. The results of static load testing include the main girder deflections, the flexural strains of the prestressed concrete girder, and the variations of the cable forces. A three-dimensional finite-element model was developed. The results show that the bridge under the planned load test conditions has linear superposition characteristics and the analytical model shows a very good agreement with the bridge responses. Further discussion of deflection and cable forces of the design specifications for a cable-stayed bridge is also presented.     

Computational analysis of thin coating layer failure using a cohesive model and gradient plasticity

Thermal barrier coatings (TBC) are widely used to prevent transient high temperature attack and allow components high durability. Due to strong inhomogeneous material properties the TBC failure often initiates near the interface between the brittle oxide layer and the ductile substrate. A reliable prediction of the TBC failure requires detailed information about the crack tip field and the consequent fracture criteria. In the present paper both cohesive model and gradient plasticity are used to simulate the failure process and to study interdependence of the interface stress distribution with the specific fracture energies. Computations confirm that combination of the two models is able to simulate different failure mechanisms in the TBC system. The computational model has the potential to give a realistic prediction of the crack propagation process.     

堆石料与基岩面直剪试验

介绍了堆石料与基岩面的现场直剪试验方法，6个组次的直剪试验结果表明，堆石料与基岩面的抗剪强度指标随基岩面坚硬度的增大而增加，并随基岩面粗糙度的加大而加大。