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计及磨损的电连接器插拔力分析

固体力学学报 2024年第1期45卷 52-60页

作者：李友华沈飞王志慧刘奕光邢前柯燎亮天津大学机械工程学院天津300350 中国航天标准化与产品保证研究院北京100071

电连接器在工程中使用量大,接触失效情况严重,一旦发生失效则有可能影响设备的正常使用甚至毁坏设备.针对电连接器接触失效占比率较高,且磨损对插拔力的影响规律未知等问题,本文以国产某型号电连接器为研究对象,建立电连接器的等效有限... 详细信息

电连接器在工程中使用量大,接触失效情况严重,一旦发生失效则有可能影响设备的正常使用甚至毁坏设备.针对电连接器接触失效占比率较高,且磨损对插拔力的影响规律未知等问题,本文以国产某型号电连接器为研究对象,建立电连接器的等效有限元模型,使用自适应网格技术和耗散能磨损模型进行磨损模拟,获得不同插拔次数下接触表面的磨损形貌,讨论不同插拔次数下磨损程度对电连接器插拔力的影响.结果表明,随着插拔次数的增加,电连接器表面的磨损会逐渐严重,插拔力的波动现象也会更加明显,且磨损对电连接器的拔出力影响较插入力更明显.

关键词：电连接器磨损分析插拔力有限元模型自适应网格

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基于DIC的多层板热翘曲实验及仿真研究

力学学报 2023年第9期55卷 1900-1909页

作者：葛一铭沈飞柯燎亮天津大学机械工程学院天津300072

在微电子封装中,普遍存在由不同材料组成的多层板结构,当温度变化时,各层级材料的热膨胀失配将会导致热翘曲现象,而过大的翘曲将导致芯片开裂、芯片分层、焊点失效等封装失效问题,因此针对典型多层板结构的热翘曲问题的研究非常有必要.... 详细信息

在微电子封装中,普遍存在由不同材料组成的多层板结构,当温度变化时,各层级材料的热膨胀失配将会导致热翘曲现象,而过大的翘曲将导致芯片开裂、芯片分层、焊点失效等封装失效问题,因此针对典型多层板结构的热翘曲问题的研究非常有必要.文章基于三维数字图像相关方法(DIC)搭建热翘曲测量平台,对多层板升温过程中的热翘曲进行实验测量.利用红外热像仪温度成像结果修正仿真过程中的温度加载曲线,建立了多层板热翘曲的等效仿真模型,并对热翘曲仿真结果和实验结果进行对比验证.在实验和仿真分析中,讨论了板厚度、材料属性和层数对热翘曲值的影响.进一步利用基于DIC的热翘曲测量技术对芯片表面翘曲值进行测定,并与白光干涉法测量结果进行了对比验证.研究结果表明,在升温过程中,基于DIC技术测量得到的多层板热翘曲结果与仿真结果吻合较好,单层材料和厚度的变化对翘曲影响较大.使用DIC和白光干涉法测量得出的芯片表面翘曲结果一致,基于DIC的测量技术可为微电子封装中典型多层结构的热翘曲测量提供有效途径.

关键词：数字图像相关法多层板结构热翘曲封装有限元分析

高密度封装倒装焊的新简化模型及疲劳寿命分析

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力学季刊 2023年第1期44卷 65-74页

作者：崔新雨单月晖沈飞柯燎亮苏洁天津大学机械工程学院天津300350 军委装备发展部某中心北京100034

高密度封装结构中存在大量焊球,在进行有限元建模时,考虑到焊球数量多且尺寸小的特点,需简化焊球层模型.本文针对高密度封装结构中倒装焊及底填胶,提出了一种新的简化模型,采用非重点部位简化和材料均匀化相结合的方法,将内部焊球层和... 详细信息

高密度封装结构中存在大量焊球,在进行有限元建模时,考虑到焊球数量多且尺寸小的特点,需简化焊球层模型.本文针对高密度封装结构中倒装焊及底填胶,提出了一种新的简化模型,采用非重点部位简化和材料均匀化相结合的方法,将内部焊球层和底填胶简化为均匀层,只保留外圈几层焊球.通过建立代表性体积单元,计算得到均匀化层的材料参数.讨论了外层焊球圈数对焊球层危险点应力的影响,发现保留外圈两层焊球就能得到非常精确的结果.利用新简化模型计算了高密度封装结构的疲劳寿命,所获得的结果与未均匀化模型结果误差在0.3%以内.

关键词：高密度封装倒装焊材料均匀化热疲劳寿命

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计及磨损的电连接器插拔力分析

固体力学学报 2023年

作者：李友华沈飞王志慧刘奕光邢前柯燎亮中国航天标准化与产品保证研究院天津大学机械工程学院

电连接器在工程中使用量大，接触失效情况严重，一旦发生失效则有可能影响设备的正常使用甚至毁坏设备。针对电连接器接触失效占比率较高，且磨损对插拔力的影响规律未知等问题，本文以国产某型号电连接器为研究对象，建立电连接器的等... 详细信息

电连接器在工程中使用量大，接触失效情况严重，一旦发生失效则有可能影响设备的正常使用甚至毁坏设备。针对电连接器接触失效占比率较高，且磨损对插拔力的影响规律未知等问题，本文以国产某型号电连接器为研究对象，建立电连接器的等效有限元模型，使用自适应网格技术和耗散能磨损模型进行磨损模拟，获得不同插拔次数下接触表面的磨损形貌，讨论不同插拔次数下磨损程度对电连接器插拔力的影响。结果表明，随着插拔次数的增加，电连接器表面的磨损会逐渐严重，插拔力的波动现象也会更加明显，且磨损对电连接器的拔出力影响较插入力更明显。

关键词：电连接器磨损分析插拔力有限元模型自适应网格

弹性参数任意变化的非均匀土层的二维受力分析

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工程力学 2008年第9期25卷 180-186页

作者：王冬梅柯燎亮于桂兰北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

该文利用线性分层模型模拟弹性参数按任意函数形式变化的非均匀土层,首先求解了覆有非均匀土层的半平面表面受集中线荷载的二维问题,然后以此为基本解,利用奇异积分方程技术求解了表面受刚性体作用的接触问题,计算了给定荷载下的接触表... 详细信息

该文利用线性分层模型模拟弹性参数按任意函数形式变化的非均匀土层,首先求解了覆有非均匀土层的半平面表面受集中线荷载的二维问题,然后以此为基本解,利用奇异积分方程技术求解了表面受刚性体作用的接触问题,计算了给定荷载下的接触表面力和沉降,讨论了弹性模量和泊松比的变化梯度对结果的影响。

关键词：非均匀集中力平面变形接触奇异积分方程

考虑表面效应的形状记忆合金纳米梁弯曲特性研究

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力学季刊 2023年第3期44卷 537-550页

作者：李守宝贾晓丽刘璐郑磊黄书童柯燎亮中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 天津大学机械工程学院天津300072

形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMAs)因其具有形状记忆效应和超弹性,在航空航天、生物医疗、微机电系统领域中得到了广泛的应用.当微结构尺度达到微纳米,表面效应对微结构力学性能的影响是十分显著的.本文基于梁弯曲变形理论以及Gur... 详细信息

形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMAs)因其具有形状记忆效应和超弹性,在航空航天、生物医疗、微机电系统领域中得到了广泛的应用.当微结构尺度达到微纳米,表面效应对微结构力学性能的影响是十分显著的.本文基于梁弯曲变形理论以及Gurtin-Murdoch表面弹性理论,考虑拉压不对称、温度对于SMA纳米梁的影响,建立了考虑表面效应的SMA纳米梁相变力学模型.分析了弯曲载荷、温度、表面残余应力以及表面弹性模量对SMA纳米梁力学性能的影响规律.研究表明在SMA纳米梁相变阶段,忽略和考虑表面效应所得的截面应力及应变相对误差较为明显;在相同弯矩下,随温度的增加SMA纳米梁的截面应力随之增加,并且表面效应对其影响有减小趋势;表面残余应力对SMA纳米梁的影响显著.该文研究结果为SMA纳米梁在微机电领域的设计以及应用提供了一定基础与依据.

关键词：形状记忆合金表面效应拉压不对称相变微机电系统

功能梯度材料接触力学若干基本问题的研究进展

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科学通报 2015年第17期60卷 1565-1573页

作者：柯燎亮汪越胜北京交通大学力学系北京100044

由于功能梯度材料在改善表面接触损伤方面的潜在应用,其接触力学问题受到越来越广泛关注,许多学者开展了大量的研究工作.本文结合作者近些年来在功能梯度材料接触力学方面开展的研究工作,综述了功能梯度材料接触力学若干基本问题的最新... 详细信息

由于功能梯度材料在改善表面接触损伤方面的潜在应用,其接触力学问题受到越来越广泛关注,许多学者开展了大量的研究工作.本文结合作者近些年来在功能梯度材料接触力学方面开展的研究工作,综述了功能梯度材料接触力学若干基本问题的最新理论研究进展,包括功能梯度材料的无摩擦和滑动摩擦接触、微动接触、热弹性接触及失稳、力电磁多场耦合接触和黏附接触.最后对未来功能梯度材料接触力学研究进行了展望.

关键词：功能梯度材料接触力学接触损伤微动接触热弹性接触失稳黏附接触

基于偶应力理论涂层半平面的二维滑动摩擦接触分析

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中国科学：技术科学 2019年第10期49卷 1197-1207页

作者：宋红霞柯燎亮汪越胜北京交通大学土木建筑工程学院力学系北京100044 天津大学机械工程学院力学系天津300350

本文基于偶应力理论,研究了平面应变状态下刚性压头与均匀涂层半平面之间的二维滑动摩擦接触问题.该理论通过引入材料特征长度来描述微结构材料的尺寸效应.采用傅里叶积分变换方法将此尺寸依赖的接触问题转化为第二类Cauchy奇异积分方程... 详细信息

本文基于偶应力理论,研究了平面应变状态下刚性压头与均匀涂层半平面之间的二维滑动摩擦接触问题.该理论通过引入材料特征长度来描述微结构材料的尺寸效应.采用傅里叶积分变换方法将此尺寸依赖的接触问题转化为第二类Cauchy奇异积分方程.然后,通过数值求解该类方程来确定涂层表面法向应力和面内应力的分布.详细讨论了尺度参数、剪切模量比和摩擦系数对表面法向接触应力和面内应力的影响.结果表明基于偶应力理论得到的接触应力明显偏离基于经典弹性理论预测的结果,而且表现出对材料特征长度的强烈依赖性.

关键词：接触力学偶应力理论摩擦尺寸效应涂层

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非均匀饱和土中Love波的传播特性

岩土力学 2004年第Z2期25卷 369-374页

作者：柯燎亮汪越胜章梓茂北京交通大学土木工程学院北京100044

基于 Biot 的横观各向同性饱和孔隙介质模型,考虑孔隙介质的非均匀性,导出了均匀饱和土半空间上非均匀饱和土层中 Love 波的复频散方程,并提出了复方程的迭代解法。以均匀弹性半空间上非均匀饱和土覆层为例,进行了数值计算,讨论了 Love... 详细信息

基于 Biot 的横观各向同性饱和孔隙介质模型,考虑孔隙介质的非均匀性,导出了均匀饱和土半空间上非均匀饱和土层中 Love 波的复频散方程,并提出了复方程的迭代解法。以均匀弹性半空间上非均匀饱和土覆层为例,进行了数值计算,讨论了 Love 波的频散和衰减特性。

关键词：土动力学饱和土非均匀 Love波频散衰减