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考虑材料形变的旋风铣削螺纹工件表面粗糙度建模

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 761-771页

作者：刘超黄尊鹏黄绍服安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究所安徽芜湖241003 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030

表面粗糙度对工件的耐磨性、疲劳强度和接触刚度有重要影响,在金属切削过程中,表面粗糙度受到工件材料形变的影响.根据赫兹弹性接触理论,建立工件材料形变的弹性回复高度模型.基于摩擦磨损计算原理,提出工件材料形变的塑性变形高度模型... 详细信息

表面粗糙度对工件的耐磨性、疲劳强度和接触刚度有重要影响,在金属切削过程中,表面粗糙度受到工件材料形变的影响.根据赫兹弹性接触理论,建立工件材料形变的弹性回复高度模型.基于摩擦磨损计算原理,提出工件材料形变的塑性变形高度模型.分析刀具-工件接触运动,建立工件表面的残留高度模型.结合工件材料形变和残留高度的影响,建立滚珠丝杠旋风铣削表面粗糙度理论模型.通过旋风铣削试验验证表面粗糙度模型,结果表明理论模型值与试验值吻合良好.分析切削参数(切削速度、最大切削深度和刀具个数)对表面粗糙度的影响,揭示工件材料形变与表面粗糙度的关系.

关键词：表面粗糙度材料形变旋风铣削滚珠丝杠塑性变形弹性回复

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一种高效的任意梯度掺杂实现方法及其应用

光子学报 2022年第6期51卷 222-232页

作者：李全泽黄尊恺田犁祝永新汪辉封松林中国科学院上海高等研究院上海201210 中国科学院大学北京100049

基于菲克定律和电子漂移理论,对离子注入和扩散全过程进行深入理论分析,提出了一种高效的任意梯度掺杂分布的实现方法。以实现线性梯度掺杂分布为例,分别通过模拟计算和工艺仿真验证了该方法的正确性。通过该方法,可以精确地计算离子注... 详细信息

基于菲克定律和电子漂移理论,对离子注入和扩散全过程进行深入理论分析,提出了一种高效的任意梯度掺杂分布的实现方法。以实现线性梯度掺杂分布为例,分别通过模拟计算和工艺仿真验证了该方法的正确性。通过该方法,可以精确地计算离子注入能量、注入剂量,以及热扩散需要的时间等工艺参数,进而针对目标掺杂分布设计特定结构的光刻掩模板,只通过一次离子注入,即可制造具有任意分布函数的掺杂区域。应用该方法设计了一个具有梯度掺杂Photodiode的5μm CMOS图像传感器像素,与同条件下传统工艺的像素进行对照实验,实验结果表明具有梯度掺杂Photodiode的像素内部光生电荷传输效率提升显著;在控制除了Photodiode以外的其他区域结构完全一致的条件下,应用本文方法设计的像素与传统工艺设计的像素相比,在复位阶段对相同栅极电压的响应速度提升了10倍,满阱容量与动态范围提升了20%。

关键词：梯度掺杂像素 CMOS图像传感器热扩散电荷转移

基于SiGe材料的热电器件输出性能仿真计算分析

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稀有金属 2024年第3期48卷 378-387页

作者：赵明孙陆军黄望哩肖尊奇姜志忠中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥230026

近年来,高温热电材料SiGe合金的制备工艺不断优化,其热电优值得到不断提升,作为温差发电器件材料在未来深空探测装备发电应用中展现出巨大的应用价值。基于目前研究发展的SiGe合金,在考虑接触电阻与热阻的基础上,利用ANSYS软件构建了平... 详细信息

近年来,高温热电材料SiGe合金的制备工艺不断优化,其热电优值得到不断提升,作为温差发电器件材料在未来深空探测装备发电应用中展现出巨大的应用价值。基于目前研究发展的SiGe合金,在考虑接触电阻与热阻的基础上,利用ANSYS软件构建了平面型SiGe热电器件的仿真模型,分析电极厚度、电偶臂间距、电偶臂结构、热损和热端温度变化对器件输出性能影响。结果表明,器件开路电压和最大输出功率分别为0.315 V和0.56 W,与器件实验结果的误差均小于5%,模型具有较好的计算精度。减小热端SiMo电极厚度和电偶臂间距有效提高了器件输出性能,当器件电极厚度为1 mm,电偶臂间距为3 mm时,输出功率和热电效率达0.85 W和6.80%。结构设计发现,当n型和p型电偶臂横截面积比为0.90时,输出功率获得最大值;面积比为1.10时,转换效率获得最大值。器件与环境之间换热系数的增大有利于输出功率的提高,但转换效率大幅降低。器件输出性能变化相对热端温度变化具有滞后性,温度阶跃变化之后重新达到稳态所需要的时间为0.048 s,大于温度线性变化重新达到稳态所需要的时间0.022 s。研究结果可为后续器件的加工制备提供理论指导。

关键词： SiGe 热电器件数值模拟输出性能

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基于立体视觉的无人车测距系统设计

现代制造工程 2019年第9期 113-117页

作者：黄泽宇祝永新田犁黄尊恺汪辉中国科学院上海高等研究院上海201210 中国科学院大学北京100049

无人车测距是无人车防碰撞系统的关键技术之一。根据现有无人车常用测距方法的不足,设计了一套基于立体视觉的无人车测距系统。针对立体视觉中匹配算法耗时长和精度不高的问题,采用图像熵来表征特征点的信息量,筛除低信息量的特征点,并... 详细信息

无人车测距是无人车防碰撞系统的关键技术之一。根据现有无人车常用测距方法的不足,设计了一套基于立体视觉的无人车测距系统。针对立体视觉中匹配算法耗时长和精度不高的问题,采用图像熵来表征特征点的信息量,筛除低信息量的特征点,并引入极线约束来减少误匹配点。实验结果表明,该方案能够有效地对前方障碍物进行测距,匹配算法的精度高、速度快,满足测距系统的实时性和精度要求。

关键词：立体视觉匹配算法测距系统无人车

基于遗传算法的场堆叠硅基OLED微显示器伽玛校正研究

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光子学报 2024年第8期53卷 194-207页

作者：陈宝良季渊黄忻杰刘俊恺上海大学微电子研究与开发中心上海200444 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 昀光微电子(上海)有限公司上海200072

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶... 详细信息

硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的驱动方式主要分为数字驱动和模拟驱动。在数字驱动中,OLED器件的等效电容导致开启过程中产生亮度脉冲,特别是在场堆叠驱动方式中,固定小数子场的开关过程带来的亮度脉冲直接影响显示的亮度,导致灰阶曲线呈现出非线性递增,这为Gamma校正带来了挑战。为改善Gamma校正的过程及其结果,基于场堆叠数字驱动提出了一个新型亮度模型。该模型结合场顺序、场权值、Vcom电压值和Vcom电压配置,组成一个综合的参数空间。基于该模型,运用遗传算法对灰阶曲线进行了优化,并在分辨率为2560×2560×3的全彩硅基OLED微显示器上进行了实验验证。实验结果表明,通过优化参数空间,白色光灰阶曲线的均根方差和无效灰度点数从21.65 cd/m^(2)、15395个降至1.62 cd/m^(2)、2977个,得到显著改善。这一改进不仅使灰阶曲线更加线性和单调,还有效减少了无效灰度点,成功地实现了白色光Gamma 2.2曲线的精确校正。相比于模拟驱动,场堆叠数字驱动在低灰阶显示上展现出更佳的区分度,更符合人眼对显示效果的感知。

关键词： Gamma校正遗传算法硅基OLED微显示器场堆叠数字驱动灰阶曲线 OLED等效模型视觉建模

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一种环境振动源强预测随机可靠度分析方法

振动与冲击 2024年第6期43卷 336-344页

作者：张校恺韦凯西南交通大学土木工程学院成都610031

不同线路之间工程条件的差异导致18导则半经验模型环境振动源强预测准确度较低,致使后续减振工作浪费大量时间、经济成本。为了提高预测准确度,实现环境振动敏感点的精准筛选,节约减振成本。建立了可以反映隧道壁振动的车辆-轨道-盾构... 详细信息

不同线路之间工程条件的差异导致18导则半经验模型环境振动源强预测准确度较低,致使后续减振工作浪费大量时间、经济成本。为了提高预测准确度,实现环境振动敏感点的精准筛选,节约减振成本。建立了可以反映隧道壁振动的车辆-轨道-盾构隧道耦合振动模型,基于蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法提出了一种环境振动源强预测随机可靠度分析方法,以半经验模型中的3个修正项C_(W)、C_(R)及C_(T)为例,分析了导致修正项预测准确度具有随机不确定性的主要因素并提出了相应的标准化管理建议。主要研究结论如下:所建模型具有较高的计算效率和计算精度,单个工况计算时间为90 s,可弥补MC法耗时的缺点,时域幅值误差在12%以内,源强误差在1 dB以内;同种扣件不同弹性垫板之间非线性载频变刚度的差异是导致C_(W)准确度具有随机不确定性的一个重要原因,该因素会导致源强预测存在-1~+3 dB的误差;不同线路之间钢轨磨耗等级的差异是导致C_(R)准确度具有随机不确定性的一个重要原因,该因素会导致源强预测存在-3~+3 dB的误差;不同中硬土之间弹性模量的差异过大是导致C_(T)准确度具有随机不确定性的一个重要原因,当土体剪切波速在250~375 m/s时C_(T)的准确度较高,当在375~500 m/s时,C_(T)的准确性较低,预测误差可达3 dB;当同时考虑多个修正项带来的误差时,源强预测误差范围可达-4~+9 dB,设计时极有可能采取不符合断面实际要求的减振措施,从而浪费大量减振成本,因此建议严格控制扣件弹性垫板非线性载频变刚度、钢轨磨耗等级等因素的随机性,并以剪切波速375 m/s为界将中硬土划为两类并给出相应的修正项。

关键词：城市轨道交通车辆-轨道耦合动力学环境振动随机振动

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极速蜗牛

作文 2024年第13期 33-34页

作者：黄尊垚山东省德州市天衢新区太阳城小学

在一片茂密的大森林里，住着一只小蜗牛，它每天都过着慢悠悠的生活。有一天，它正在林子里专心地找嫩叶吃时，发现了一个特别漂亮、特别干净的壳。阳光透过茂密的树叶照在了壳上，那琥珀色的蜗壳就像镀了金边的铠甲一般。小蜗牛的眼睛...

在一片茂密的大森林里，住着一只小蜗牛，它每天都过着慢悠悠的生活。有一天，它正在林子里专心地找嫩叶吃时，发现了一个特别漂亮、特别干净的壳。阳光透过茂密的树叶照在了壳上，那琥珀色的蜗壳就像镀了金边的铠甲一般。小蜗牛的眼睛牢牢地盯住这个壳，心想：如果我穿上这个壳，

关键词：

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祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度

科学通报 2024年第18期69卷 2674-2681页

作者：张领方向恺韩硕中山大学地球科学与工程学院珠海519080

2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星... 详细信息

2021年5月,中国首次火星探测任务“天问一号”携带祝融号火星车,成功着陆在乌托邦平原南部.祝融号火星车上搭载的次表层探测雷达(RoPeR)对于研究火星近表层精细结构和物理性质,以及了解是否赋存水冰提供了重要依据.深入研究祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度,将不仅帮助分析次表层探测雷达数据的有效性,而且还能表征近表层物质对电磁波的散射和吸收特征.本文首先基于祝融号火星车次表层探测雷达的探测参数,建立了有效探测深度与介电常数和损耗率的关系模型;其次,根据实测次表层探测雷达数据的相似性,确定有效信号深度;最后,通过祝融号火星车雷达的两个通道实际数据的能量衰减特性,计算出不同深度的损耗角正切值,与探测深度模型和有效信号深度进行匹配.祝融号火星车次表层探测雷达的有效探测深度研究,将帮助分析火星近表层物质成分,为我国深空探测助力.

关键词：祝融号火星车次表层探测雷达有效探测深度损耗角正切值

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高性能多方向双圆弧形压电能量收集系统

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 26-34页

作者：曹益恺王德波南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

为了解决传统压电能量收集系统通频带窄、功率密度低的问题,本文采用线性多模态共振法,提出一种双圆弧悬臂梁内外反向拼接的压电能量收集系统。两根梁上各覆盖一个压电层,压电层之间串联连接。建立二自由度系统集总参数模型和机电耦合... 详细信息

为了解决传统压电能量收集系统通频带窄、功率密度低的问题,本文采用线性多模态共振法,提出一种双圆弧悬臂梁内外反向拼接的压电能量收集系统。两根梁上各覆盖一个压电层,压电层之间串联连接。建立二自由度系统集总参数模型和机电耦合模型来分析频率响应和输出性能。对比压电层弧度不同的压电能量收集系统的输出性能,根据测试结果,当弧度为0.5π时输出性能最佳。设置激励加速度为0.1 g,一阶模态下,谐振频率为82.19 Hz,开路电压为49.65 V,最大输出功率为3.74 mW;二阶模态下,谐振频率为119.14 Hz,开路电压为44.74 V,最大输出功率为3.54 mW。测试结果表明,该结构可有效拓宽通频带宽度至52 Hz,且功率密度高。该压电能量收集系统结构简单易于制备,工作频带宽,可在频率波动大的环境下供电,同时体积小、功率密度大,能在多方向激励下高效率收集能量,可应用于可穿戴设备、低功率设备等多个领域。

关键词：压电能量收集多模态多方向谐振频率功率密度