检索结果-南通市图书馆

面向超薄硅晶圆精密磨削工艺的内部残余应力分析

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表面技术 2024年

作者：熊正权窦筠雯陈颖高能黄银朱旻昊冯雪西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室清华大学柔性电子技术实验室浙江清华柔性电子技术研究院电子科技大学材料与能源学院西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所清华大学航天航空学院

目的硅基集成电路的超薄化（通常厚度≤50μm）是高性能集成器件实现柔性化的关键，同时也满足了器件先进封装的需求。背面精密磨削是低成本、大规模制造超薄硅基集成电路的重要技术路径。然而，随着厚度的降低，本征硬脆的硅基器件的... 详细信息

目的硅基集成电路的超薄化（通常厚度≤50μm）是高性能集成器件实现柔性化的关键，同时也满足了器件先进封装的需求。背面精密磨削是低成本、大规模制造超薄硅基集成电路的重要技术路径。然而，随着厚度的降低，本征硬脆的硅基器件的机械强度急剧下降，磨削的难度也极大增加。此外，当器件的厚度接近甚至低于有源层厚度（约15μm）时，磨削过程中产生的缺陷和内部残余应力将严重影响超薄器件的性能和良品率。因此，控制磨削过程的缺陷和内部残余应力是突破超薄柔性硅基集成电路制备技术的关键，非常有必要深入分析超薄硅晶圆精密磨削产生的内部残余应力，建立起工艺参数与内部残余应力之间的定量关系。方法本文针对精密磨削工艺，基于磨轮与硅晶圆的几何运动学关系，将磨轮进给率对磨削过程的影响转变为等效磨削深度的影响，建立了硅晶圆在单颗磨粒单次和多颗磨粒多次磨削下的有限元局部模型，探讨了工艺参数（磨轮转速、磨轮进给率、磨粒尺寸）、磨粒数量和磨削次数对磨削后的表面质量和内部残余应力的影响，开展了12英寸硅晶圆的自旋转精密磨削实验验证仿真结果。结果硅晶圆精密磨削后的内部残余应力主要集中距离硅片表面约50nm的范围内，并沿深度方向快速减小。降低磨轮进给率和减小磨粒尺寸可以有效地降低内部残余应力，提高表面质量。将硅片磨削后的表面及内部区域近似处于等双轴压缩应力状态，当磨轮进给率为0.5μm/s、0.35μm/s和0.2μm/s时，通过激光共聚焦显微拉曼光谱仪测得残余应力分别为-185±33MPa、-216±25MPa和-283±41MPa，多颗磨粒多次磨削有限元仿真获得的残余应力分别为-127±32MPa、-171±43MPa和-221±55MPa，二者吻合较好。结论将磨轮进给率转变为等效磨削深度后，本文建立的多颗磨粒多次精密磨削有限元模型可以有效地预测硅晶圆自旋转精密磨削的内部残余应力，为硅基集成电路薄化工艺的开发和优化提供指导。

关键词：硅晶圆超薄精密磨削内部残余应力有限元仿真显微拉曼实验

基于金纳米粒子液膜SERS基底的多环芳烃检测方法

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实验技术与管理 2024年第2期41卷 17-23页

作者：王东梅龚正君范美坤朱靖宜西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756

基于表面增强拉曼散射(SERS)开发了金纳米粒子液体状薄膜SERS基底,探讨了加入顺序、促进剂浓度、加热温度和卤素离子修饰对SERS基底活性的影响。结果表明:金纳米粒子液膜SERS基底组装的关键是界面上的纳米颗粒和油相中带相反电荷的离子... 详细信息

基于表面增强拉曼散射(SERS)开发了金纳米粒子液体状薄膜SERS基底,探讨了加入顺序、促进剂浓度、加热温度和卤素离子修饰对SERS基底活性的影响。结果表明:金纳米粒子液膜SERS基底组装的关键是界面上的纳米颗粒和油相中带相反电荷的离子之间的相互作用,将金纳米粒子(Au NPs)与油相(己烷)先混合再加入促进剂(四丁基硝酸铵)的顺序制得的SERS基底活性最好;促进剂浓度为10mmol/L时所得到的SERS信号最强;在不影响SERS信号的情况下,将加热温度从室温提升至80℃,可将制备时间从12 h缩短至40 min;加入20mmol/LKBr修饰有利于提升SERS信号。在以上优化条件下,建立了菲(Phe)、芘(Pyr)和蒽(Ant)三种多环芳烃定量检测方法。

关键词：金纳米粒子 SERS 液膜多环芳烃检测

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高铁司机警觉度监测与干预穿戴装置研制

实验技术与管理 2024年第8期41卷 143-149页

作者：史磊周文慧魏方传陈志涛周昱王理安西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合运输四川省重点实验室四川成都611756 西南交通大学利兹学院四川成都611756 西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756

为准确识别、分析高铁司机疲劳状态并进行有效干预,提出一种基于脑电信号特征的疲劳识别与干预方法,并研制了集实时监测、疲劳检测和智能干预于一体的可穿戴警觉度干预装置。装置由采集终端、Web端疲劳检测设备、疲劳干预模块和警觉度... 详细信息

为准确识别、分析高铁司机疲劳状态并进行有效干预,提出一种基于脑电信号特征的疲劳识别与干预方法,并研制了集实时监测、疲劳检测和智能干预于一体的可穿戴警觉度干预装置。装置由采集终端、Web端疲劳检测设备、疲劳干预模块和警觉度预警平台组成:采集终端实时收集、分析脑电数据;Web端疲劳检测设备使用Welch法提取7个脑电特征指标计算疲劳阈值,以优化随机森林分类器识别司机疲劳状态并发送干预指令;采集终端与疲劳干预模块集成为柔性可穿戴衣物;警觉度预警平台可视化显示各模块运行状态。实验结果表明,装置的疲劳检测准确率超过90%,脑电指标显示装置疲劳干预效果良好,并具备稳定的通信性能。

关键词：高铁司机实时监测脑电信号警觉度智能干预可穿戴设备

基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型试验设计

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实验技术与管理 2024年第10期41卷 18-27页

作者：章慧健刘功宁王脉汪波刘秋阳郑余朝周学民西南交通大学土木工程学院四川成都610031

尽管格宾石笼在边坡、护岸工程、路基加固等工程中已有了一定的应用,但鲜有研究提及格宾石笼在隧道支护中的应用。由于格宾石笼具有一定的承载力和良好的变形适应能力,在应对隧道围岩大变形和高地应力等方面具有一定应用前景,因此,对基... 详细信息

尽管格宾石笼在边坡、护岸工程、路基加固等工程中已有了一定的应用,但鲜有研究提及格宾石笼在隧道支护中的应用。由于格宾石笼具有一定的承载力和良好的变形适应能力,在应对隧道围岩大变形和高地应力等方面具有一定应用前景,因此,对基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型进行试验设计具有一定的实际意义。为了方便学生更好地了解格宾石笼作为隧道支护结构的力学作用机理,设计了一种简化的格宾石笼构件成形方法和与之配套的试验加载装置,并提出了基于离散元计算的格宾石笼隧道局部构件数值建模方法,进而对比和揭示了组成格宾石笼构件的两大主要参数(格宾网抗拉强度和填石有效模量)对格宾石笼建构的隧道支护构件静力力学特性差异的影响规律。通过该试验,为学生演示了基于格宾石笼建构的隧道支护局部构件的设计、拼装、试验加载以及数据采集的全过程,旨在为学生深入学习和掌握格宾石笼建构的隧道支护局部构件的试验静力力学行为及其建模方法提供一种新思路。

关键词：格宾石笼试验加载局部支护构件静力加载离散元分析

知识引导的桥梁建造过程时空叙事三维可视化方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第9期49卷 1650-1660页

作者：朱军赖建波谢亚坤陈佩菁孙文锦西南交通大学地球科学与工程学院四川成都611756

准确描述与理解桥梁建造过程,对于学生学习与现场人员精细化管理等具有重要意义。然而,桥梁建造过程涉及对象众多、行为复杂、状态多变,导致表达存在规范性差、认知效率低等问题。提出一种知识引导的桥梁建造过程时空叙事三维可视化方... 详细信息

准确描述与理解桥梁建造过程,对于学生学习与现场人员精细化管理等具有重要意义。然而,桥梁建造过程涉及对象众多、行为复杂、状态多变,导致表达存在规范性差、认知效率低等问题。提出一种知识引导的桥梁建造过程时空叙事三维可视化方法。该方法首先通过剖析桥梁建造过程,构建了“对象-行为-状态”三域关联的桥梁建造知识图谱;进而突破了叙事要素分析与匹配、三维场景映射与实例化、时空叙事三维动态可视化等关键技术;最后研发了原型系统并开展了案例实验分析。结果表明,实验组答题正确率达到76.5%,较对照组提升了13.2%;清晰度、丰富度和理解难度综合角度下,实验组78.8%的人员具有良好认知体验,较对照组提升了45.5%。因此,所提方法能够有效提升桥梁建造过程的空间认知教育效果。

关键词：桥梁建造过程时空叙事三维可视化知识图谱知识引导

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基于牛牙几何特征的仿生研磨副结构协同设计

机械工程学报 2024年

作者：王金栋吴展扬谢宇鸿西南交通大学机械工程学院

研磨副表面形状是制约粉体加工质量的关键因素。面向粉体加工领域高细度、低温升的粉碎需求，围绕典型旋转式研磨副性能提升，受反刍动物牙齿功能机制启发，建立一种基于牛牙几何特征的仿生多级研磨副结构协同设计新方法。采用逆向工程... 详细信息

研磨副表面形状是制约粉体加工质量的关键因素。面向粉体加工领域高细度、低温升的粉碎需求，围绕典型旋转式研磨副性能提升，受反刍动物牙齿功能机制启发，建立一种基于牛牙几何特征的仿生多级研磨副结构协同设计新方法。采用逆向工程重构牛牙的三维模型，通过仿生耦元提取与表征，对仿生多级研磨副结构进行设计；引入离散单元法模拟半夏破碎过程，构建仿生研磨副结构参数与破碎率、破碎热和断裂时长的Kriging代理模型，提出一种混合加点动态更新代理模型与NSGA-II算法结合的仿生多级研磨副结构参数多目标优化方法，实现仿生多级研磨副最佳结构参数集成，并通过试验对该设计方法的有效性进行验证分析。

关键词：研磨副牛牙仿生设计结构优化

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基于脑电信号特征的高铁调度员疲劳状态识别

中国安全科学学报 2024年第6期34卷 235-246页

作者：张光远邓龙王亚伟孙自伟李莎陈诚西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都610031 西南交通大学信息科学与技术学院四川成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081

为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和... 详细信息

为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和傅里叶变换提取高铁调度被试的3种脑电波频域幅值作为特征值,结合调度员作业特征和脑电信号特征,验证疲劳状态的划分结果,通过Python语言环境搭建ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax这2种模型,基于深度学习方法,将输入特征转换为三维立体矩形模型,并优化调整权重,获得最优模型,从而判断高铁调度员的疲劳状态。研究结果表明:ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax神经网络模型对高铁调度试验参与人员的疲劳状态识别准确率分别为92.78%和99.17%;相较于支持向量机(SVM)模型,这2种模型可提升清醒状态和疲劳状态的识别精度,并降低运算时间,其中,MobileNet V2+SoftMax模型的识别准确率和运行速度最优。以MobileNet V2+SoftMax模型原理为内核,可以更快速准确地识别高铁调度员在长时间作业条件下的潜在疲劳风险。

关键词：脑电(EEG)信号高铁调度员疲劳状态识别 MobileNet V2网络 ResNet18网络 SoftMax回归

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考虑滚动噪声的地铁波磨打磨限值评估方法

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 100-106,200页

作者：周月文永蓬王向阳宗志祥吴俊汉上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 上海地铁维护保障有限公司车辆分公司上海200235

钢轨打磨能有效抑制波磨的发展,目前的打磨限值制定标准主要以车辆运行平稳性和行车安全性为依据,对影响环境线路的轮轨滚动噪声重视不足。为了获取服役条件下轮轨滚动噪声约束的地铁波磨打磨限值,根据对某地铁线路噪声段波磨情况的调查... 详细信息

钢轨打磨能有效抑制波磨的发展,目前的打磨限值制定标准主要以车辆运行平稳性和行车安全性为依据,对影响环境线路的轮轨滚动噪声重视不足。为了获取服役条件下轮轨滚动噪声约束的地铁波磨打磨限值,根据对某地铁线路噪声段波磨情况的调查,建立了地铁波磨打磨限值综合评估模型。模型中将连续谐波模拟钢轨波磨作为系统输入,根据车辆-轨道耦合动力学理论以及轮轨接触关系确定轮轨动作用力和轮轨表面粗糙度之间的关系,分析获取了车辆-轨道耦合系统的振动响应和轮轨滚动噪声,指出了轮轨动作用力、轮重减载率和轮轨滚动噪声声压级3个指标对地铁线路钢轨波磨打磨限值的影响,进而形成了融合轮轨滚动噪声的地铁波磨打磨限值评估方法。结果表明:考虑轮轨滚动噪声影响的钢轨波磨打磨限值评估,不仅满足车辆运行平稳性和行车安全性的要求,而且保证地铁沿线噪声处于合理范围;基于轮轨滚动噪声对钢轨波磨最为敏感的特性,综合评估地铁波磨打磨限值,提高了载重变化时的车辆运行平稳性。

关键词：波磨车辆-轨道耦合轮轨动态作用滚动噪声打磨限值

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面向脱轨后被动安全防护的转向架结构优化

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1989-1999页

作者：胡玉炜唐兆陈涛彭子豪庄达源西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

为了验证和优化列车转向架部件的脱轨后被动安全防护效果,提出基于多边形接触模型的列车脱轨后接触建模方法,并建立列车脱轨后动力学模型,模拟不同结构参数组合下的列车脱轨后运行行为。将所得横移量和结构参数组合作为反向传播神经网... 详细信息

为了验证和优化列车转向架部件的脱轨后被动安全防护效果,提出基于多边形接触模型的列车脱轨后接触建模方法,并建立列车脱轨后动力学模型,模拟不同结构参数组合下的列车脱轨后运行行为。将所得横移量和结构参数组合作为反向传播神经网络模型的训练样本,拟合两者之间的非线性关系,采用基于锦标赛选择的自适应遗传算法搜索横移量最小解及其对应的参数组合。以拖车制动盘优化问题为例,运用该优化模型进行结构参数优化。研究结果表明:在100 km/h脱轨速度下,制动盘的最优结构参数组合的半径为335 mm、厚度为80 mm、安装位置为320 mm;与原设计相比,车辆脱轨后横移量减少80.2%,大幅度提高了制动盘被动安全防护能力。本文所提出的建模方法和优化模型可推广应用于其他列车结构的脱轨后被动安全防护能力优化和验证,具有较大的工程实用价值。

关键词：脱轨后行为多边形接触模型(PCM) 结构参数优化反向传播神经网络遗传算法