摘要：针对双面抛光机床中竖直静压圆柱导轨运动误差影响被加工零件平行度的难题,提出一种基于压力油膜误差均化效应的运动误差理论模型。考虑圆柱导轨轮廓误差并对油膜厚度进行均化处理,建立圆柱导轨轮廓误差分析模型,求解各油垫的油膜承载力,量化竖直静压圆柱导轨系统在运动过程中产生的线性偏差和角度偏差。进一步,从初始设计油膜间隙、设计节流比、供油压力三个方面研究圆柱导轨轮廓误差对运动误差的影响机制。通过实验测得圆柱导轨轮廓误差曲线,并根据最小二乘法进行数据拟合,得到圆柱导轨轮廓误差函数并计算出实际倾角误差。圆柱导轨轮廓误差模型的计算结果与仿真结果相差2.4%,与实验结果相差9.2%,圆柱导轨轮廓误差模型适用于工程实践。结果表明:建立的竖直静压圆柱导轨系统运动误差理论模型精度高,可为竖直静压圆柱导轨精度分析和工程应用提供理论基础。

摘要：针对芯片散热表面热流具有典型的中心高四周低的非均匀分布特征,设计制备了具有三阶Sierpinski地毯曲线分形特点的亲疏水交错润湿铜表面,并通过实验观测了气泡在典型的亲/疏水分形表面的动力学特性。结果表明,气泡会首先在预设的高阶疏水点处成核、生长,并呈现典型的分形特征,实现了初始气泡成核位置的可控分布;之后,相互邻近的疏水点上的气泡开始克服能垒而发生合并,同时伴随着高阶疏水区域的气泡向中央低阶区域的定向移动、合并过程,最终在中心一阶疏水区域形成大气泡。相比于光滑及疏水点阵表面,Sierpinski亲/疏水交错润湿表面不仅能够有效降低液体起始沸腾温度,提高沸腾换热的临界热流密度,而且可以规划气泡的成核点及移动、合并方向,进而实现气泡空间分布与加热壁面热流密度分布的协同一致。因此,具有Sierpinski分形特性的亲/疏水交错润湿表面进一步提高了沸腾换热性能。

摘要：近年来因撞击、穿刺等外力导致的安全事故已经成为目前限制锂离子电池发展的主要瓶颈。针对这一问题,可以向传统电解液中引入特定的纳米添加剂,赋予电解液剪切增稠的特性,从而提高电池的抗冲击能力。本文主要讨论了剪切增稠流体的定义、性质、原理和影响因素,并回顾了近年来剪切增稠流体应用在锂离子电池中的最新研究进展。旨在总结剪切增稠电解液的合成方法与其性能的相互关系,提出纳米颗粒填充物的表面修饰、更大的长宽比尺寸和适当的浓度提升有利于增强电解液的增稠性能。最后,提出寻找和设计新的功能型纳米填充颗粒,实现电解液增稠性能和电化学性能的共同提升,将是剪切增稠电解液未来的发展方向。

摘要：针对中国改进型三环路压水堆(CPR1000)机组安全系统定期试验存在的问题,结合机组安全分析、定期试验设计方法,提出CPR1000机组定期试验的优化方法。针对机组典型仪控报警[余热排出系统(RRA)未隔离且反应堆冷却剂系统高压(RRA 504KA)]定期试验,分析了该定期试验存在的问题;基于本文提出的优化方法,提出了优化方案,并对该优化方案进行了安全分析。安全分析结果表明:该优化方案是可行的。

摘要：电容式微加工超声换能器(Capacitive micromachined ultrasonic transducers,CMUTs)在超声成像与治疗、3D超声姿态识别等领域具有广泛应用需求。将CMUTs与ICs进行集成是减小寄生电容、提高信噪比的重要途径,然而目前基于熔融键合的CMUTs制备技术需要高温条件(>1000℃),无法实现与ICs的集成制备。开发基于共晶键合的CMUTs制备工艺是解决上述问题的有效途径。针对该低温工艺,设计了圆形和正六边形空腔CMUTs单元及相应的阵列结构,利用有限元仿真和理论公式分析了CMUTs结构的塌陷电压、谐振频率以及其薄膜在热应力、大气压力条件下的变形。分析结果表明CMUTs塌陷电压及谐振频率在预期范围内,其薄膜在热应力、大气压力作用下不会发生塌陷。对所制备的CMUTs芯片的形貌、结构尺寸、电容以及阻抗频率特性开展试验研究。结果表明芯片形貌、结构参数、电容以及阻抗频率特性与设计预期一致,芯片能正常工作;测试结果验证了CMUTs结构设计与制备工艺的可行性。这些研究对进一步实现CMUTs与ICs的集成设计与制备提供了基础。

摘要：提出了一种单级/复叠双制式热泵干燥系统,通过不同模式的切换适应环境温度变化对系统制热量的影响,保障干燥系统的供热需求,同时利用干燥空气的循环加热可提高干燥室的供风温度。在此基础上,进一步开发了单级/复叠双制式热泵样机,并设计出相应的试验系统,根据试验结果对单级/复叠双制式热泵样机的变工况性能进行分析与讨论,结果表明:相同环境温度时,复叠模式的最高供风温度明显高于单级模式,两者差值随环境温度升高而减小;相同环境温度时,复叠模式制热量与能耗都高于单级模式,且两者能耗的差值随环境温度升高而增大;随着环境温度的增大,复叠模式的COP存在最优值,而单级模式的COP逐渐升高;高温级压缩机不同模式下运行压比差异较大,系统设计时需要合理选型。

摘要：为了制定良好的压射过程工艺,提高压铸生产效率和资源利用率,提出一种面向压铸产品制造的工艺模式辨识方法。对压射过程及其机理进行分析,确定了影响压铸工艺的关键因素;以历史积累的大量压射工艺数据为依据,利用D-S证据理论对多种因素进行融合分析,实现了新产品所需压射工艺模式的辨识。以一个典型压射工艺实例对所提方法的有效性进行了验证和说明,实例表明该方法可以有效利用已有工艺数据实现新产品工艺设计。

摘要：电容式微加工超声换能器(Capacitive micromachined ultrasonic transducers, CMUTs)在3D超声成像、水下超声等领域具有重要应用价值。谐振频率决定着超声成像的分辨率,是CMUTs结构设计的重要参数之一。针对具有多层圆形薄膜的CMUTs结构,提出其薄膜结构和材料参数以及有效电极距离的等效方法,建立在直流偏置电压和交流电压共同作用下多层圆形薄膜的振动方程,并分别采用伽辽金法和能量等效法进行求解,获得多层薄膜CMUTs在偏置电压作用下的两类谐振频率解析式。基于有限元模型,利用数值解来验证谐振频率解析式的正确性,并开展参数化研究。结果显示,基于能量等效法的谐振频率解析式比基于伽辽金法的谐振频率解析式具有更高分析精度,适用于薄膜直径/厚度比在20~100范围内、空腔高度/薄膜厚度比不大于1的多层薄膜CMUTs的谐振频率分析;在从0V到接近于塌陷电压的几乎整个偏置电压变化内,解析解与有限元仿真结果的相对误差小于5%。此外,利用所加工的具有三层薄膜的CMUTs芯片对谐振频率解析式进行试验验证,结果显示在不同偏置电压下谐振频率的试验测试值与理论分析值基本一致。因此,所提谐振频率的理论分析方法可广泛应用于多层薄膜CMUTs结构的设计与优化。

摘要：电容式微加工超声换能器(CMUTs)在便携式超声成像与治疗、家庭超声诊断系统、基于超声波的非接触式人机接口等领域具有极其可观的应用前景。实现低功耗、高机电耦合系数CMUTs的研发是解决上述应用需求的关键,而这就需要对CMUTs机电耦合系数的变化规律及其对功耗的影响具有更深入的理解。针对圆形和方形薄膜CMUTs,利用基于固定电容和自由电容比值的原理建立了圆形和方形薄膜CMUTs的机电耦合系数解析式,同时利用有限元仿真和对已有CMUTs芯片机电耦合系数的试验测试来验证理论解析式的正确性;开展了机电耦合系数的参数化研究;建立了CMUTs功耗与偏置电压之间的函数关系。结果表明圆形和方形薄膜CMUTs的机电耦合系数解析式能在低于塌陷电压96%的偏置电压范围内准确分析不同偏置电压下的机电耦合系数。在相同偏置电压下,机电耦合系数随着空腔高度增加而降低,但随着薄膜半径增大而增加;在相同偏置电压/塌陷电压比下,具有不同结构参数的CMUTs机电耦合系数相同。此外,从功耗与机电耦合系数的内在关系研究中可知通过减小塌陷电压或提高在低偏置电压下的机电耦合系数则可实现低功耗和高机电耦合系数这两种相互制约的性能参数的协调设计。

摘要：针对高速工况下轴承巴氏合金耐温性能及机械性能偏低等问题,用公理设计理论研究了巴氏合金轴瓦成形新工艺。通过在锡基巴氏合金中添加微量Cu及对冷却速度的控制,改进了原有工艺。浇铸件的材料力学和摩擦磨损测试表明:使用新工艺后,巴氏合金材料的耐温性能、抗压缩性能和结合性能获得了增强,减摩抗磨性能得到了提高。在高速试验台上对新工艺轴承进行了初步试验考核,试验轴承运行平稳,各项指标满足高速工况的使用要求。