某特种车辆主体结构有限元接触问题的一种分析方法

对某特种车辆主体结构进行刚度和强度特性的有限元分析,车体上部的旋转塔可以绕其座圈转动,和车体的约束关系比较特殊,属于传统的大型非线性接触问题,这将耗费大量的计算机时。为解决这一问题,尝试使用耦合自由度法代替传统大型接触问题的求解方法,以模拟车体和旋塔之间的滚珠特性及其约束关系,从而将车体和旋塔作为一个系统,较真实模拟此特种车辆的整车结构强度特性。此车辆受到的载荷工况包括旋塔分别受到火炮向前和向后不同角度的后坐冲击,以及路面障碍所产生的最大10g加速度的整车振动冲击。根据分析结果得出结论：结构静强度是满足要求的,为车体减轻质量设计提供了理论依据;该求解方法是有效的,同样可应用到其它类似大型结构的接触问题分析。     

GaN紫外探测器的Ti/Al接触的电学特性

在非故意掺杂的和掺Si的GaN薄膜上蒸镀Ti(24nm)/Al(nm)薄膜,氮气环境下400～800℃范围内进行退火。实验结果表明,在非故意掺杂的样品上,随退火温度的升高,肖特基势垒高度下降,理想因子升高,表面状况逐渐变差,600℃退火形成较低接触电阻的欧姆接触,比接触电阻率为3.03×10-4Ωcm2,而载流子浓度为5.88×1018cm-3的掺Si的样品未退火就形成欧姆接触,比接触电阻可达到4.03×10-4Ωcm2。     

AlGaN/GaN异质结构欧姆接触的研制

研究了 Ga N高温宽禁带半导体外延层上欧姆接触的制备工艺 ,讨论了几种测试方法的优缺点 ,并根据器件制作的工艺兼容性 ,在 n-Ga N样品上获得了 4× 1 0 - 6 Ω·cm2的欧姆接触 ,在 Al Ga N/Ga N异质结构样品上获得了 4× 1 0 - 4Ω· cm2 的欧姆接触。实验结果表明 ,Al Ga N/Ga N上低阻欧姆接触的制备及其工艺兼容性是Ga N HFET器件研制的技术难点     

6H-SiC金属-半导体-金属结构紫外光探测器的模拟与优化

基于热电子发射理论,使用器件仿真软件ISE-TCAD建立了6H-SiC MSM紫外光探测器器件模型。对金属叉指宽度和间距均为3μm的器件进行了仿真,结果表明该结构探测器在10V偏压下暗电流已经达到15pA。器件的光电流比暗电流大2个数量级。通过仿真研究了不同结构对器件暗电流和光电流的影响并优化了器件结构。结果表明电极宽度为6μm电极,间距为3μm的器件达到最大光电流5.3nA。电极宽度为3μm,电极间距为6μm的器件具有最高的紫外可见比其比值为327。     

无接触法测量多晶硅材料的少子扩散长度

用微波光电导谱仪无接触、非破坏性地测量了多晶硅的微波光电导谱,推导了由光电导谱计算多晶硅样品的少子扩散长度和表面复合速度的计算方法,并由此算得了样品的少子扩散长度和表面复合速度。测试区域是一个直径为3mm的圆斑。这是一种简便而又准确的测试方法。这样的方法还适用于GaAs薄片材料少子扩散长度的测量和计算。     

皮带轮疲劳强度的数值计算分析

针对一种车用皮带轮,运用有限元技术进行了该皮带轮的疲劳强度分析。由于皮带-皮带轮传动系统的复杂性,在皮带轮的疲劳强度分析中考虑了皮带和皮带轮之间的接触问题。皮带轮和皮带之间的接触采用了常用的点-面接触模型,并应用拉格朗日乘子法来描述整个接触问题。最后通过该型皮带轮-皮带系统的分析得到了该皮带轮的疲劳强度的具体分布。整个分析过程可以为皮带轮-皮带系统的强度优化设计提供良好的分析依据。     

提高带式烧结机星轮承载能力的研究

针对带式烧结机的星轮与台车辊轮啮合时出现的齿面塑性变形、飞边等损伤,应用赫兹接触理论对齿面接触应力进行了计算。分析了星轮承载能力低的原因,并从辊轮结构的确定、齿形压力角的选择、齿面摩擦的降低等三方面给出了提高星轮齿面承载能力的措施。采用非线性有限元方法对理想接触工况及实际接触工况进行了模拟,进一步揭示了齿面损伤产生的原因,并证明了提高齿面承载能力所采用措施的有效性。     

纳米TiO2/Ni复合刷镀层的接触疲劳性能

采用电刷镀技术制备了纳米TiO2/Ni复合镀层,研究了镀层的接触疲劳性能,采用扫描电镜观察了镀层疲劳断口。结果表明:含有纳米颗粒的复合镀层表面形貌均匀细小,镀层内应力较大;载荷为60 N时,复合镀层的接触疲劳性能显著高于纯镍镀层,接触疲劳寿命达到140万次;载荷为140 N时,其接触疲劳性能低于纯镍镀层。低载荷时,复合镀层接触疲劳断口呈明显的塑性特征;而高载荷时疲劳断口呈完全的脆性,疲劳裂纹呈近似直线扩展。     

油基钻井液混浆对水泥浆性能的影响

针对固井时油基钻井液与水泥浆混合发生接触污染,会造成混浆段流变性变差和抗压强度降低这一问题,文章对接触污染的机理进行了分析和讨论,比较了掺入油基钻井液前后的水泥浆性能,并利用环境扫描电镜、X-射线衍射仪、红外光谱和扫描电镜对比了掺入前后水泥浆的物相、水化过程和微结构。研究结果表明,接触污染的机理在于油包水乳化钻井液中的乳化剂在水泥浆中产生了渗透压现象和破乳作用,渗透压现象可造成水泥浆中的自由水通过半透膜迁移入钻井液中的盐水相中,导致水泥浆流变性能急剧恶化;破乳作用可造成乳化剂在混浆中的游离,游离乳化剂会包裹油相于水泥颗粒上导致水泥石产生蜂窝结构,强度严重下降。     

非接触测温技术对圆筒设备内部温度的定量检测

用红外技术获取设备外部信息并与计算传热学相结合，采用有限差分法，得到了推算设备内壁温度分布的空间步进迭代公式，数值求解了圆柱输热管道内壁上的温度分布。实现了对工业设备内部运行状态的定量诊断。