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电沉积层中Cr-O-C界面影响Cu/Ni复合体脱模的分子动力学模拟

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中国有色金属学报 2023年第2期33卷 565-576页

作者：杨光陈菊张玉周王沁峰田振岐胡正晨集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

由于电沉积中基底和镀层存在结合力,脱模过程中,微观撕裂不可避免,因此,镀层的最终表面质量受界面结合力的影响。而Cr离散晶核形成的Cr-O-C界面可以起到很好的辅助脱模作用。由于微观撕裂难以原位观察,撕裂过程和Cr离散晶核的辅助脱模... 详细信息

由于电沉积中基底和镀层存在结合力,脱模过程中,微观撕裂不可避免,因此,镀层的最终表面质量受界面结合力的影响。而Cr离散晶核形成的Cr-O-C界面可以起到很好的辅助脱模作用。由于微观撕裂难以原位观察,撕裂过程和Cr离散晶核的辅助脱模机理都尚未完全了解。为此,本文利用分子动力学方法对比研究了包含Cr-O-C界面的Cu/Ni复合体和Cu/Ni双金属的拉伸变形。结果表明:Cu/Ni双金属界面对于变形过程中位错传播具有阻碍作用,使材料抵抗塑性变形的能力得到提高。Cr-O-C界面弱化了Cu/Ni复合体强度,最大应力下降达80.68%。Cu/Ni双金属的断口在Cu基体上,断裂之前Cu基体发生明显的塑性变形。Cr-O-C界面减少了Cu/Ni界面的失配位错数量和键合密度,降低了界面强度,Cu/Cr-O-C/Ni复合体断口在界面处,断裂之前没有明显的塑性变形。

关键词：力学性能位错弱连接变形分子动力学

运动副间隙及受力状态对空间转向机构转向误差的影响

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机械工程学报 2022年第4期58卷 240-249页

作者：王成志王云超集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

根据车辆转向梯形机构中转向节主销上下端受力方向不同和转向横拉杆的二力平衡状态,用主销的销、孔倾斜模型和转向横拉杆的变长杆模型描述机构中的运动副间隙,并用螺旋理论分析地面对轮胎反力传递作用在转向节的情况和转向节参考点绕含... 详细信息

根据车辆转向梯形机构中转向节主销上下端受力方向不同和转向横拉杆的二力平衡状态,用主销的销、孔倾斜模型和转向横拉杆的变长杆模型描述机构中的运动副间隙,并用螺旋理论分析地面对轮胎反力传递作用在转向节的情况和转向节参考点绕含间隙主销回转副的运动,求出主销约束反力和左右车轮转向角,提出附加转向误差和敏感度指标用于评价参数对转向误差的影响程度和对间隙的敏感性。通过样例分析转向误差的变化趋势及12个参数对间隙的敏感度,结果表明,与无间隙情形产生的原理性误差相比,车辆朝装有摇臂机构侧大转向角转弯时,有运动副间隙时的转向误差反而有所减小;小转向角转弯时两处副间隙都会引起比较大的转向误差;主销后倾角、车速对间隙显著敏感;与纵向力和法向力对主销取矩相关的因素则相对不敏感。结果可为合理设计对运动副间隙敏感的参数值及合适的间隙制造公差和其许用大小提供指导。

关键词：运动副间隙转向梯形机构螺旋理论力分析转向误差附加转向误差

1D介质型EBG噪声隔离性能的有限元建模分析

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电波科学学报 2023年第2期38卷 211-217页

作者：胡玉生胡佳妮周道龙集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

提出了一种分析多层印刷电路板电源分配网络(power distribution network,PDN)中一维(1D)介质型电磁带隙(electromagnetic band-gap,EBG)结构噪声隔离性能的1D有限元数值计算方法.将1D介质型EBG的3D结构简化为1D有限元模型,通过直接求... 详细信息

提出了一种分析多层印刷电路板电源分配网络(power distribution network,PDN)中一维(1D)介质型电磁带隙(electromagnetic band-gap,EBG)结构噪声隔离性能的1D有限元数值计算方法.将1D介质型EBG的3D结构简化为1D有限元模型,通过直接求解波动方程获得传输系数T、反射系数R以及散射参数S.利用R-T曲线可直观地判定频率禁带,而采用分贝表示的S21参数则更方便评价噪声隔离度.根据介质型EBG的周期数、介电常数和周期长度等参数对噪声隔离性能影响的仿真结果,针对少周期、不完全禁带EBG结构提出了先采用多周期EBG结构预测禁带,再通过调整介电常数和周期长度扩展禁带和增强噪声隔离度的两阶段设计方法.采用3D全波电磁仿真验证了1D有限元算法的合理性.

关键词：多层印刷电路板电源分配网络(PDN) 电磁干扰一维介质型电磁带隙(EBG) 有限元法

晶粒尺寸对界面含Cr-O-C防黏层Cu/Ni复合体拉伸性能的影响

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1599-1610页

作者：杨光胡正晨惠越陈菊集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

通过分子动力学方法研究含Cr-O-C防黏层的具有不同晶粒尺寸的Cu/Ni复合体的拉伸变形。结果表明:当Cu/Ni复合体的晶粒尺寸大于12 nm时,不论界面不含Cr、O和C原子或含有定量Cr、O和C原子,复合体的屈服强度随着晶粒尺寸的减小呈现增大趋势... 详细信息

通过分子动力学方法研究含Cr-O-C防黏层的具有不同晶粒尺寸的Cu/Ni复合体的拉伸变形。结果表明:当Cu/Ni复合体的晶粒尺寸大于12 nm时,不论界面不含Cr、O和C原子或含有定量Cr、O和C原子,复合体的屈服强度随着晶粒尺寸的减小呈现增大趋势,符合细晶强化规律,晶粒塑性变形主要受晶体内部的位错滑移控制,最大应力增加9.52%;当晶粒尺寸小于12 nm时,由于晶界所占比例的增加,拉伸过程的塑性变形更多受晶界变形控制,屈服强度下降。Cr-O-C界面弱化了Cu/Ni复合体的强度,随着界面上Cr、O和C原子数量的增加,Cu/Ni复合体的抗拉强度随之降低,最大应力下降56.40%,Cu/Ni复合体内部的位错数量也随之降低,转移到Ni表面的Cu原子数量随之减少。

关键词：分子动力学晶粒尺寸 Cu/Ni复合体 Cr-O-C防黏层拉伸性能

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电解液组成及工艺参数对铜箔性能的影响

材料科学与工艺 2023年第5期31卷 66-75页

作者：惠越杨光胡正晨田振岐邓丁榕张玉周集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021

超薄铜箔是锂离子电池的重要基础材料,为了实现超薄铜箔从基底上顺利剥离,电沉积Cr纳米离散晶核作为剥离层,成功实现了厚度为1.34μm超薄铜箔的制备。Cr纳米离散晶核密度、Cl^(-)质量浓度、电流密度、CuSO4质量浓度以及温度等工艺参数... 详细信息

超薄铜箔是锂离子电池的重要基础材料,为了实现超薄铜箔从基底上顺利剥离,电沉积Cr纳米离散晶核作为剥离层,成功实现了厚度为1.34μm超薄铜箔的制备。Cr纳米离散晶核密度、Cl^(-)质量浓度、电流密度、CuSO4质量浓度以及温度等工艺参数对超薄铜箔的性能(粗糙度、电阻率和拉伸强度等)有重要影响,通过建立L16(45)正交试验分析,得出对粗糙度、电阻率和拉伸强度影响程度最大的因素分别是:Cr纳米离散晶核密度、Cr纳米离散晶核密度和电流密度。采用矩阵分析法得出最优的正交试验方案为:CuSO4质量浓度为100 g/L,电流密度为5 A/dm^(2),温度为25℃,Cr纳米离散晶核密度为15.7×10^(9)/cm^(2),Cl^(-)质量浓度为60 mg/L;各个因素对正交试验的指标(粗糙度、电阻率和拉伸强度等)影响的主次顺序依次为:Cr纳米离散晶核密度>电流密度>Cl^(-)质量浓度>温度>CuSO4质量浓度。

关键词：超薄铜箔工艺参数粗糙度电阻率拉伸强度

沉积温度对20CrMnTi渗碳钢表面电弧离子镀CrN涂层微观结构与性能的影响

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机械工程材料 2022年第10期46卷 75-80页

作者：杨虎王仁鑫郭子铭林荣川集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

采用电弧离子镀技术于低温在20CrMnTi渗碳钢表面制备了CrN涂层,研究了沉积温度(120,150,180℃)对涂层微观结构和性能的影响。结果表明:制备所得CrN涂层由CrN相和CrN相组成,随着沉积温度的升高,涂层的厚度增加,表面粗糙度先减小后增大,15... 详细信息

采用电弧离子镀技术于低温在20CrMnTi渗碳钢表面制备了CrN涂层,研究了沉积温度(120,150,180℃)对涂层微观结构和性能的影响。结果表明:制备所得CrN涂层由CrN相和CrN相组成,随着沉积温度的升高,涂层的厚度增加,表面粗糙度先减小后增大,150℃下制备得到涂层的表面粗糙度最小,涂层表面质量最好;随沉积温度的升高,涂层表面的残余压应力和硬度均先升高后降低,且均在沉积温度150℃时最高,分别为262MPa,754.29HV;150℃下制备的涂层的平均摩擦因数最小,为0.251 7,此时涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,而120℃和180℃下制备得到涂层还发生了氧化磨损。

关键词：电弧离子镀 CrN涂层微观结构硬度残余应力摩擦磨损性能

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带温控功能的聚光PV/T组件研制

太阳能学报 2014年第11期35卷 2127-2132页

作者：许志龙程龙杨星黄种明刘菊东集美大学机械工程学院厦门361021

采用热传导原理并结合ANSYS Workbench温度场分析,研制一种带温控功能的聚光PV/T组件。经实验测试,在通过聚光器获得的5倍太阳辐射强度下,该PV/T组件可有效解决聚光晶硅电池片的散热问题,其工作时光电转换效率大于12%;同时,可获得温度约... 详细信息

采用热传导原理并结合ANSYS Workbench温度场分析,研制一种带温控功能的聚光PV/T组件。经实验测试,在通过聚光器获得的5倍太阳辐射强度下,该PV/T组件可有效解决聚光晶硅电池片的散热问题,其工作时光电转换效率大于12%;同时,可获得温度约为60℃的热水;聚光PV/T组件综合转换效率可达到65.8%,实现了高效和低成本太阳能光电光热综合利用。

关键词：聚光PV/T组件温度场综合转换效率

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水平十字交错轴二维太阳跟踪装置的研制

太阳能学报 2013年第6期34卷 1044-1050页

作者：许志龙王成志刘菊东黄种明李超张耀明集美大学机械工程学院厦门361021

基于地球绕太阳运行轨迹进行理论分析和研究,设计了一种水平十字交错轴二维太阳跟踪装置,讨论其机械结构和控制方案,并运用于光伏光热一体机中试电站。该装置可带动多个聚光单元同步跟踪太阳,降低了太阳跟踪装置的成本,特别适合于屋面... 详细信息

基于地球绕太阳运行轨迹进行理论分析和研究,设计了一种水平十字交错轴二维太阳跟踪装置,讨论其机械结构和控制方案,并运用于光伏光热一体机中试电站。该装置可带动多个聚光单元同步跟踪太阳,降低了太阳跟踪装置的成本,特别适合于屋面太阳跟踪装置的应用。

关键词：太阳跟踪聚光单元联动装置

基于Petri网和Banker’s algorithm的数字孪生车间死锁判断方法

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图学学报 2024年第3期45卷 585-593页

作者：杨逸风陈亚洲陈一明林晓川王鸿星集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021

车间生产流程中资源分配或工序安排不合理会使生产流程出现死锁现象,导致无法继续生产,大大降低车间生产效率。为解决上述问题,综合Petri网和Banker’s algorithm理论将车间死锁的形成条件分为互斥等待、占有等待、循环等待和不可剥夺4... 详细信息

车间生产流程中资源分配或工序安排不合理会使生产流程出现死锁现象,导致无法继续生产,大大降低车间生产效率。为解决上述问题,综合Petri网和Banker’s algorithm理论将车间死锁的形成条件分为互斥等待、占有等待、循环等待和不可剥夺4种,并以这4种条件为基础,将死锁分为资源分配死锁、进程顺序死锁、协作对象死锁和动态资源死锁的4种不同表现形式。基于Banker’s algorithm判断死锁存在、基于改进时间可达性分析法确定车间死锁发生的具体位置,建立不同死锁表现形式下的死锁恢复策略,采用Tina和Unity 3D等软件将该方法集成到车间数字孪生系统中,实现车间流程死锁监测和预测功能。最后以某精密冲压车间零件生产过程为例进行了验证,结果表明该方法能有效实现生产流程实时监控和高效预测。

关键词：生产车间 Petri网银行家算法死锁监控死锁恢复