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面向功率器件封装的纳米铜烧结连接技术研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 296-320页

作者：马立民鲁子怡贾强王乙舒张宏强周炜邹贵生郭福北京工业大学材料与制造学部北京100124 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 清华大学机械工程系北京100084 北京联合大学机器人学院北京100101

随着第三代半导体SiC和GaN的快速发展,传统的Si基器件用封装材料已不能满足功率器件在高功率密度和高温环境下可靠服役的需求。纳米铜烧结连接技术不仅能够低温连接、高温服役,同时具有优异的导热、导电性能和相对于纳米银较低的成本,... 详细信息

随着第三代半导体SiC和GaN的快速发展,传统的Si基器件用封装材料已不能满足功率器件在高功率密度和高温环境下可靠服役的需求。纳米铜烧结连接技术不仅能够低温连接、高温服役,同时具有优异的导热、导电性能和相对于纳米银较低的成本,在功率器件封装研究领域备受关注,纳米铜焊膏成为最有潜力的耐高温封装互连材料之一。本文从纳米铜焊膏的制备、影响烧结连接接头性能的因素以及接头的可靠性3个方面综述了当前纳米铜烧结连接技术的研究进展,阐明了纳米铜颗粒的氧化行为及对应措施,并重点论述了纳米铜烧结连接接头的高温服役可靠性与失效机理,旨在促进低成本的纳米铜烧结连接技术在高性能、高可靠功率器件封装中的应用。

关键词：功率器件第三代半导体芯片封装纳米铜颗粒低温烧结连接可靠性

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大风区接触网线路参数对附加导线舞动的影响

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 74-83页

作者：赵珊鹏陈智涛张友鹏王思华葛威张鹏飞兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070

针对大风环境下兰新高速铁路接触网附加导线发生剧烈舞动以及线间放电的现象,依据接触网附加导线结构特点,建立了附加导线有限元计算模型,并对附加导线进行找形计算。采用谐波叠加法模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风... 详细信息

针对大风环境下兰新高速铁路接触网附加导线发生剧烈舞动以及线间放电的现象,依据接触网附加导线结构特点,建立了附加导线有限元计算模型,并对附加导线进行找形计算。采用谐波叠加法模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风荷载,利用无条件稳定Newmark法以及荷载增量法,分析接触网线路参数对附加导线舞动及线间距离的影响规律,并给出相应的舞动防治措施。结果表明:40 m及更小档距对导线在低风速及高风速下的舞动均有明显的抑制效果;将附加导线运行张力提高至6.5 kN,导线阻尼比提高至1.5%及以上能有效降低两条导线的舞动剧烈程度;接触网附加导线的档距过大,运行张力及阻尼比过小,将导致导线舞动时悬挂点张力过大,易引起导线掉线、断线等事故;随附加导线档距减小、运行张力及阻尼比增大,线间最小距离呈递增趋势;不同线路参数下(档距、运行张力及阻尼比)附加导线舞动时线间最小距离均随风速增大出现减小趋势。本研究可为兰新高铁大风区段接触网附加导线舞动及线间放电的防治提供有效的理论依据。

关键词：舞动特性线间最小距离附加导线接触网兰新高铁

自由漂浮空间机器人捕获翻滚目标的力-位-型融合控制方法

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宇航学报 2024年第6期45卷 958-969页

作者：梁斌徐文福王学谦闫磊清华大学自动化系北京100084 启元实验室北京100095 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院深圳518055 深圳清华大学国际研究生院深圳518055

翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先... 详细信息

翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先将自由漂浮空间机器人的非完整冗余性、运动冗余性表征为型空间,构建由末端位姿、型状态组合的广义状态空间并建立系统的运动学和动力学模型;通过优化基座与机械臂的位-型及零空间运动,减小机械臂抓捕运动在基座产生的扰动;通过优化基座、机械臂与翻滚目标的相对位-型,减小碰撞冲击力在基座产生的姿态扰动。给定最优位-型及末端操作力,基于阻抗控制原理及零空间投影策略,实现多优先级力-位-型融合控制。最后,开展了空间机器人捕获翻滚目标的典型任务仿真,结果表明通过力-位-型融合优化与控制方法可以有效减小空间机器人捕获过程产生的基座扰动。

关键词：在轨捕获翻滚目标空间机器人多目标优化力-位-型融合控制

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盐雾环境对典型步枪自动机运动影响

兵工学报 2024年第4期45卷 1082-1093页

作者：张贺黄毅刘科言李朋超顾桐光王永娟徐诚南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 重庆建设工业(集团)有限责任公司重庆404100 中国兵器工业第208研究所北京102202

盐雾环境对自动步枪战术技术性能和作战效能有着重要影响,但目前对盐雾环境对自动机运动特性和故障的影响机理尚不明确。以某小口径自动步枪为试验对象,设计并进行盐雾全寿命试验,在每次盐雾后通过高速摄影非接触测量自动机运动、高精... 详细信息

盐雾环境对自动步枪战术技术性能和作战效能有着重要影响,但目前对盐雾环境对自动机运动特性和故障的影响机理尚不明确。以某小口径自动步枪为试验对象,设计并进行盐雾全寿命试验,在每次盐雾后通过高速摄影非接触测量自动机运动、高精度天平测量枪机框质量、簧力测试仪测量复进簧参数;对枪机框及导轨表面形貌特征进行拍照,统计全寿命过程中故障情况,获得自动机运动典型故障类型。研究结果表明:随着盐雾时间增长,枪机框质量逐渐增加;复进簧自由长度及预压力逐渐减小,工作压力先减小、后趋于平缓;自动机后坐到位速度先减小、后增大;复进开始及复进到位速度逐渐减小,且二者具有相同变化趋势。盐雾使自动机后座到位速度减小,自动机运动故障次数增多,盐雾环境引起的多参数变化对自动机故障频次影响明显。在试验研究的基础上,构建枪机框质量、复进簧参数、特征点速度随时间变化定量关系公式,为推断盐雾环境自动机运动件参数变化状况和分析其对故障的影响提供参考依据。

关键词：小口径步枪盐雾寿命试验自动机运动参数变化故障分析

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基于应变的应变硬化指数演化行为研究

塑性工程学报 2024年第8期31卷 164-170页

作者：崔学习关铂镔周兵营吴向东万敏韩非北京航天试验技术研究所北京100074 中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室北京100076 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900

为准确描述变形过程中双相高强钢板的应力应变关系,针对3种双相高强钢板应变硬化指数的演化行为进行了试验研究与理论模型预测。借助单向拉伸试验机和自主研发的DIC应变测量系统,获得了3种材料的真实应力-真实应变曲线,基于经典的Hollo... 详细信息

为准确描述变形过程中双相高强钢板的应力应变关系,针对3种双相高强钢板应变硬化指数的演化行为进行了试验研究与理论模型预测。借助单向拉伸试验机和自主研发的DIC应变测量系统,获得了3种材料的真实应力-真实应变曲线,基于经典的Hollomon流动应力模型,得到了其应变硬化指数的演化历程,发现3种材料应变硬化指数与真实应变呈非线性变化关系。为了更好地预测应变硬化指数的演化行为,提出了可以描述其值变化的非线性数学模型,并结合经典的Hollomon流动应力模型,提出了基于n值变化的修正的Hollomon-n流动应力模型,最后通过3种材料的真实应力-真实应变曲线验证了所提出模型的有效性。

关键词：双相高强钢板应变硬化指数数字图像相关法应变演化流动应力模型

基于深度学习的非接触应变测量网格图像修复技术

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锻压技术 2024年第08期 195-204页

作者：豆远航崔学习钟馨平吴向东万敏北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京航天试验技术研究所上海航天设备制造总厂有限公司

在非接触网格应变测量技术中，针对网格图像的局部缺陷带来的测量效率低、精度低等问题，提出一种基于深度卷积生成对抗网络的边缘信息辅助的融合谱归一化和分区小块补丁的两阶段网格图像修复模型(SPE)。该模型的第1阶段利用Canny边缘... 详细信息

在非接触网格应变测量技术中，针对网格图像的局部缺陷带来的测量效率低、精度低等问题，提出一种基于深度卷积生成对抗网络的边缘信息辅助的融合谱归一化和分区小块补丁的两阶段网格图像修复模型(SPE)。该模型的第1阶段利用Canny边缘算子提取含有缺损的网格图像的边缘图像进行修复，作为第2阶段模型的先验辅助；第2阶段则对真实测量的图像的缺损区域进行修补，利用不同比例的掩膜与真实图像结合形成数据集，并进行模型训练；最后，用测试图像验证模型对网格图像缺陷的修复效果。结果表明：相比传统PM算法与DCGANs算法，SPE模型算法表现更优，可有效地修复由于光照与表面损伤等造成的图像缺陷，有效地提高了测量效率和结果的准确性。

关键词：应变测量图像处理深度学习图像修复生成对抗网络

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三维自适应固定时间多导弹协同制导律

兵工学报 2024年第8期45卷 2646-2657页

作者：于航李清玉戴可人李豪杰邹尧张合南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 北方信息控制研究院集团有限公司江苏南京211153 北京科技大学自动化学院北京100010

针对三维空间内多导弹对机动目标同时攻击的问题,提出一种具有自适应律的三维多导弹固定时间协同制导律。建立三维空间导弹-目标动力学模型,以弹目视线方向和其垂直方向设计制导律,可保证剩余飞行时间和法向速度在固定时间内完成一致性... 详细信息

针对三维空间内多导弹对机动目标同时攻击的问题,提出一种具有自适应律的三维多导弹固定时间协同制导律。建立三维空间导弹-目标动力学模型,以弹目视线方向和其垂直方向设计制导律,可保证剩余飞行时间和法向速度在固定时间内完成一致性收敛。采用自适应律来跟踪机动目标运动参数策略,提高多导弹系统的稳定性与对机动目标的打击精度。改进多导弹系统收敛条件,所设计的制导律具备了对攻击时间的约束能力。向制导律中加入饱和函数,避免因符号函数带来的系统抖振。通过仿真实验验证所提固定时间协同制导律的有效性及对抗通信拓扑切换的鲁棒性。实验结果表明:相较于对比文献所设计的制导律具有系统快速收敛以及高精度。

关键词：多导弹协同制导固定时间自适应律机动目标

同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥的储存与恢复

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中国环境科学 2024年第4期44卷 2023-2031页

作者：李军李嘉睿李东岳吴耀东梁东博丁凡边雪莹北京工业大学城市建设学部城市污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京100124 中国城市建设研究院有限公司北京100120 信开环境投资有限公司北京101100 北京市勘察设计研究院有限公司北京100038

针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储... 详细信息

针对好氧颗粒污泥颗粒化时间慢等问题,进行了同步硝化内源反硝化除磷好氧颗粒污泥常温储存及活性恢复实验研究.结果表明,好氧颗粒污泥经过60d的常温储存后,颗粒的结构基本能保持稳定,但是颗粒污泥的活性大幅度降低,污染物去除率仅有储存前的30%~40%.将常温储存的颗粒污泥接种到反应器中,经过一定的调控手段,可以在60d内恢复好氧颗粒污泥的功能及活性.此外,经过储存与恢复,好氧颗粒污泥的群落结构也发生了明显变化.大部分的微生物的相对丰度变化可逆,经过储存和恢复可以恢复至储存前的状态(包括Defluviicoccus(GAOs)和Flavobacterium(PAOs)),重构同步脱氮除磷的微生物群落结构.

关键词：好氧颗粒污泥同步硝化内源反硝化除磷常温储存活性恢复微生物群落结构

一种面向复杂非平稳工业过程的质量相关分布式故障检测方法

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工程科学与技术 2024年

作者：董洁尉艳梅彭开香杨慧北京科技大学自动化学院工业过程知识自动化教育部重点实验室冶金工业安全风险防控应急管理部重点实验室河北视窗玻璃有限公司

复杂工业过程通常由于受到生产条件的变化，未知的外部干扰及其他因素的影响，使得过程数据时间序列的统计特征随时间变化，从而呈现出非平稳特性。而工业过程的故障可能会被过程的非平稳特性所掩盖，这给复杂工业过程的质量相关故障检... 详细信息

复杂工业过程通常由于受到生产条件的变化，未知的外部干扰及其他因素的影响，使得过程数据时间序列的统计特征随时间变化，从而呈现出非平稳特性。而工业过程的故障可能会被过程的非平稳特性所掩盖，这给复杂工业过程的质量相关故障检测带来巨大挑战。本文提出了一种新的基于动静特征融合思想，面向复杂非平稳工业过程的分布式质量相关故障检测方法。首先，利用最小冗余最大相关算法揭示和量化过程变量与质量变量之间的线性和非线性关系，并选择最具代表性的过程变量，消除所选过程变量之间的冗余性。其次，利用ADF检验方法将所选的过程变量划分为平稳变量和非平稳变量。再次，利用工业过程的机理知识将复杂工业过程划分为多个有物理意义的子块，子块之间的信息交互通过公共变量实现，局部子块构建模型包括了来自其邻居子块的信息。然后，通过偏最小二乘和长短期记忆网络方法分别提取子块中平稳变量及非平稳变量的静态特征和动态特征，并进行特征融合，利用规范变量分析算法来最大化融合后的动静态特征与质量变量之间的相关性，构建局部质量异常检测的统计量和控制限。接着，通过贝叶斯推理将局部的检测结果进行融合，实现全局质量相关的故障检测。最后，采用河北某公司浮法玻璃生产过程的实际数据验证了所提框架的有效性。

关键词：质量相关分布式故障检测特征提取动静融合复杂非平稳过程