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膨胀石墨“开口封装”聚乙二醇构筑连续导热相的热界面材料研究

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中国科学:技术科学 2025年第2期55卷 233-244页

作者：刘长青于伟李一凡范俊辉袁文华曹炳阳邵阳学院机械与能源工程学院邵阳422000 邵阳学院高效动力系统及智能制造湖南省重点实验室邵阳422000 上海第二工业大学能源与材料学院上海201209 清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

相变型热界面材料是强化高功率器件散热的一个重要研究方向,但其面临防止泄漏和降低接触热阻共存的一对矛盾问题.针对该问题,本文提出高导热的多孔状膨胀石墨“开口封装”聚乙二醇的新方法.基于膨胀石墨的高导热能力和多孔结构特性,添... 详细信息

相变型热界面材料是强化高功率器件散热的一个重要研究方向,但其面临防止泄漏和降低接触热阻共存的一对矛盾问题.针对该问题,本文提出高导热的多孔状膨胀石墨“开口封装”聚乙二醇的新方法.基于膨胀石墨的高导热能力和多孔结构特性,添加少量的膨胀石墨可以有效防止聚乙二醇的泄漏,并保持低接触热阻(TCR),同时容易实现首尾相连构筑连续导热相而显著提高热导率.本文系统研究了复合热界面材料的热性能,结果表明:膨胀石墨/聚乙二醇热界面材料的热导率随膨胀石墨填充质量增大而提高,当膨胀石墨质量分数为3.23 wt%时,复合热界面材料热导率高达3.24 W/(m K),提高了575%;TCR随温度升高而降低,当温度达到聚乙二醇的相变点时,发生急剧降低(从1.5×10^(−3)~2.5×10^(−3)℃m^(2)/W降低至约1.0×10^(-5)℃m^(2)/W);复合相变材料应用于定温加热板散热过程,表面温度变化结果证实接触面处温升诱导其逐渐转变为熔融态,导致接触热阻发生显著降低.该方法为推进兼具高导热、形状稳定和低接触热阻相变型热界面材料的实际应用提供了一种方案.

关键词：热界面材料接触热阻开口封装相变材料连续导热相

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自动引线系统中旋转偏心检测与补偿方法

北京工业大学学报 2025年第1期51卷 1-12页

作者：王跃宗曲道多王盛逸北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

在空心杯转子线圈的自动引线微操作系统中,线圈的几何中心很难与旋转台的回转中心重合,因此在旋转过程中产生偏心现象,进而导致线圈引线失败。为此,提出了一种检测和补偿线圈偏差的方法。从分析线圈偏心源出发,建立偏心数学模型,设计了... 详细信息

在空心杯转子线圈的自动引线微操作系统中,线圈的几何中心很难与旋转台的回转中心重合,因此在旋转过程中产生偏心现象,进而导致线圈引线失败。为此,提出了一种检测和补偿线圈偏差的方法。从分析线圈偏心源出发,建立偏心数学模型,设计了一种偏心模型与图像特征提取算法结合的偏差测量方法,并提出基于自动控制与补偿模型的校正方法。通过实验验证了模型的精确性以及偏心补偿的有效性,基于均方根误差的评价,模型对于偏差预测以及特征提取算法均具有较高的精度,补偿后的最大残余误差小于4μm,平均补偿幅度约为98.6%,引线实验展示了所提方法的优良性能。提出的偏心检测补偿方法具有精度高、复杂度低、效率高、实时性,以及嵌入式等优点,且在微操作以及微装配领域具有更合适、更广泛的应用。

关键词：空心杯转子线圈旋转偏心模型特征提取微操作微装配

弱旋预混火焰中热声振荡多模态转换的实验与模拟研究

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推进技术 2025年第1期46卷 150-162页

作者：陆世康季晨振王萌铭潘登朱彤同济大学机械与能源工程学院上海201800

为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理,通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析;结合低阶热声... 详细信息

为研究弱旋预混火焰在当量比变化过程中热声不稳定的频率迁移、模态转换特征及内在机理,通过傅里叶变换、相空间重构、OH*时序及平均火焰图像等方法对实验中出现的极限环、拍振、间歇性振荡等典型燃烧不稳定状态进行分析;结合低阶热声网络与n-τ模型,对热声振荡过程中发生的模态转换现象进行模拟,其中延迟时间τ使用了对流延迟时间进行近似,其基于未燃混合物长度计算得到。实验结果表明,在当量比φ=0.5~0.7内,随着当量比的增加,一阶振荡频率向更高频率迁移;在φ=0.8时,振荡主频从一阶模态转换到二阶模态;φ=0.9~1.2内,一阶振荡频率降低,变化幅度最高达41.48%;并且当φ=1.1时,振荡主频从二阶模态转换回一阶模态;在整个当量比区间内,二阶振荡频率变化幅度小于5%。计算结果显示,振荡频率的预测值与实验值整体吻合良好,尤其是当φ=0.8时,二阶频率的增长率大于一阶频率的增长率,对应实验中发生的一阶模态到二阶模态的转换。同时在部分工况下,预测的振荡频率与实验值也有偏移,其原因是增益的增加导致偏离增大,一阶频率的最大误差为26.4%,二阶频率的最大误差小于12%。本研究表明,对流延迟时间与振荡主频的分布存在反比关系,对流延迟时间的缩短会使得一阶频率向高频迁移,过程中振荡模态会由一阶转换到二阶模态。

关键词：燃气轮机燃烧室燃烧不稳定热声振荡热声耦合对流延迟时间低阶热声网络模态转换

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基于物料延期干扰管理的飞机装配线动态调度

同济大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 124-132页

作者：陆志强陆晨瑶同济大学机械与能源工程学院上海201804

为了提升飞机装配过程中应对物料供应延期干扰的能力,对物料供应延期情况下飞机装配线动态调度问题进行研究。通过对物料交付确定性和预测性两类信息的分析将作业分为四类进行调度决策,建立了基于时间和事件混合驱动的周期性滚动调度框... 详细信息

为了提升飞机装配过程中应对物料供应延期干扰的能力,对物料供应延期情况下飞机装配线动态调度问题进行研究。通过对物料交付确定性和预测性两类信息的分析将作业分为四类进行调度决策,建立了基于时间和事件混合驱动的周期性滚动调度框架和对应的数学优化模型。针对该问题设计了一种改进离散粒子群算法,将Levy飞行和离散化解码机制嵌入算法,滚动求解调度模型。数值实验结果表明,本文提出的调度方法能充分利用物料供应信息,在确定本阶段决策的同时前瞻性地进行预测决策,相比于其他动态调度方法,该方法能更有效地应对各类物料供应干扰,满足飞机装配动态调度的需求。

关键词：飞机装配线物料供应延期干扰管理周期性滚动调度

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基于多视角的成像技术与图像增强方法综述

陕西师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李安虎金佳亮刘也琳马珺琳同济大学机械与能源工程学院

多视角成像技术通过捕捉不同角度的图像而获取丰富的场景信息,可为自动驾驶、智能制造和机器人导航等领域提供关键的视觉数据。该文总结了主流的多视角成像系统的构成要素、工作原理及其实现方法,从动态成像的适应性、成像精度、成本效... 详细信息

多视角成像技术通过捕捉不同角度的图像而获取丰富的场景信息,可为自动驾驶、智能制造和机器人导航等领域提供关键的视觉数据。该文总结了主流的多视角成像系统的构成要素、工作原理及其实现方法,从动态成像的适应性、成像精度、成本效益及系统综合性能等关键维度,深入剖析了不同多视角成像系统的显著优势及其存在的局限。进一步针对视觉图像增强技术,结合传统图像处理方法与深度学习技术,讨论了在提升多视角成像质量方面的应用与效果。小型化与低功耗的硬件系统、深度学习算法的集成和应用及多模态数据融合将是多视角成像技术未来发展的重要方向。

关键词：多视角计算成像图像增强机器成像

不同刻蚀深度AlN基3D-MSM光电传感器设计与仿真

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红外技术 2025年

作者：李滔饶浩勇宋文青邵阳学院机械与能源工程学院高效动力系统智能制造湖南省重点实验室湖南工学院智能制造与机械工程学院

金属-半导体-金属（metal-semiconductor-metal, MSM）紫外器件在紫外杀毒、光纤通信、导弹追踪、航空航天等方面具有广泛的应用。根据传统MSM紫外器件设计了一种基于AlN的3D-MSM器件，通过设计了不同刻蚀深度的3D-MSM器件，利用APSYS... 详细信息

金属-半导体-金属（metal-semiconductor-metal, MSM）紫外器件在紫外杀毒、光纤通信、导弹追踪、航空航天等方面具有广泛的应用。根据传统MSM紫外器件设计了一种基于AlN的3D-MSM器件，通过设计了不同刻蚀深度的3D-MSM器件，利用APSYS仿真软件建立并分析了不同刻蚀深度3D-MSM器件性能参数对器件性能的影响规律。仿真结果表明，刻蚀后的3D-MSM器件的光电性能相较于传统MSM器件均显示出一定的性能提升。这是由于3D结构的引入增大了电极间电场强度，改变了MSM器件中光生载流子的迁移路径，提升了光生载流子的收集效率，使得器件光电性能增加。

关键词：金属-半导体-金属 AlN 3D 光电传感器响应度

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自锁状态下钳剪抓一体属具接触性能研究

中国机械工程 2025年

作者：王旭东赵京北京工业大学机械与能源工程学院

为了提高钳剪抓一体多功能属具中功能转换机构自锁性能的可靠性，研究了该机构在自锁状态下的接触性能，并基于测试条件设计了该机构的原始样机和测试样机，然后进行了测试研究。首先，设计了功能转换机构的样机，提出了一种基于滑块-... 详细信息

为了提高钳剪抓一体多功能属具中功能转换机构自锁性能的可靠性，研究了该机构在自锁状态下的接触性能，并基于测试条件设计了该机构的原始样机和测试样机，然后进行了测试研究。首先，设计了功能转换机构的样机，提出了一种基于滑块-滑槽的自锁机构；然后，在充分考虑样机自锁状态下的弹性变形、黏着、堆叠变形及滑动剪切的接触状态后，提出了新的接触模型；在此基础上，通过有限元分析研究了滑块-滑槽在接触区域的自锁状态和接触特性分布规律；最后，设计了测试试验以验证模型及设计的可行性。试验结果表明，样机能够实现自锁，且展现出良好的受力特性，另外，所提出的接触模型在最大剪切应力相关的指标上优于传统模型59.3%以上。该方法为多功能属具的设计提供了坚实的数据支持与理论基础。

关键词：多功能属具自锁条件受力特性接触特性

一种穿孔板与多孔材料层并联组合结构的吸声特性研究

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噪声与振动控制 2025年 273-279+286页

作者：李新周晓炳石黄霞崔祖涛刘碧龙新疆工程学院能源工程学院青岛理工大学机械与汽车工程学院

为提高穿孔板结构和多孔材料的中低频吸声能力，本文提出一种以普通穿孔板和薄层多孔材料为基体的并联组合吸声结构。利用声电类比法和COMSOL多物理场有限元软件，建立并联组合吸声结构的理论模型和数值模型，并在声学阻抗管中进行吸声... 详细信息

为提高穿孔板结构和多孔材料的中低频吸声能力，本文提出一种以普通穿孔板和薄层多孔材料为基体的并联组合吸声结构。利用声电类比法和COMSOL多物理场有限元软件，建立并联组合吸声结构的理论模型和数值模型，并在声学阻抗管中进行吸声测量验证。通过声能量分布及参数化分析，深入阐述组合结构的吸声机理和声学特性。基于粒子群算法，对所研究组合结构与经典微穿孔板结构进行吸声优化及对比。组合结构声能量耗散主要归因于穿孔板在低频域的共振效应以及多孔材料层在高频域的空气黏滞性、热传导效应。参数化分析表明当孔径减小、穿孔率降低、穿孔板厚度及面积占有比增大时，组合结构能够实现更明显的低频吸声效果，测量结果证实相比同厚度均质多孔材料层，薄层组合结构呈现更显著的吸声频带扩展能力。所提出的组合结构有望应用于变压器隔声室、冷却塔排风消声器等中低频降噪场合。

关键词：声学穿孔板多孔材料并联组合吸声性能预测验证

冲击质量对方形锂离子电池在冲击载荷下动态力学响应和失效模式的影响

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爆炸与冲击 2025年第2期45卷 47-62页

作者：王涛孟康培刘跃专袁泉黄浩陈晓平宁波工程学院机械与汽车工程学院浙江宁波315016 长安大学能源与电气工程学院陕西西安710064

电动汽车在运行过程中容易发生碰撞事故,动力锂离子电池不可避免会受到冲击作用,导致电池不同程度的损伤,而损伤程度的判断对电池的安全使用至关重要。基于上述背景,开展了不同冲击质量对方形锂离子电池动态冲击响应和失效行为影响的研... 详细信息

电动汽车在运行过程中容易发生碰撞事故,动力锂离子电池不可避免会受到冲击作用,导致电池不同程度的损伤,而损伤程度的判断对电池的安全使用至关重要。基于上述背景,开展了不同冲击质量对方形锂离子电池动态冲击响应和失效行为影响的研究。首先,开展了准静态压缩试验,采用6种不同的进给速度对锂离子电池进行了挤压测试。试验结果显示,随着进给速度的递增,锂离子电池达到硬短路失效所需的峰值载荷持续减小。这表明,准静态条件下,锂离子电池的短路失效载荷主要由挤压速度决定。然后,开展了落锤冲击试验,通过调控冲头的质量和冲击速度,系统模拟了锂离子电池可能遭遇的多种冲击工况。研究结果表明,冲击质量和冲击速度是决定锂离子电池动态失效行为的关键因素。在冲击能量恒定的条件下,相较于高速、小质量的冲击条件,低速、大质量的冲头冲击对电芯内部造成的损伤更明显;当冲头质量不变时,提高冲击速度则会提前触发锂离子电池的内短路。

关键词：方形锂离子电池冲击质量冲击速度冲击能量动态失效

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