一、薄膜应力分析及一些测量结果（论文文献综述）
李星波[1]（2021）在《船用低温燃料舱应力分析和结构的优化设计》文中指出液化天然气清洁高效,逐渐取代传统的柴油汽油作为燃料广泛应用于汽车、船舶等运输行业中。船用低温燃料舱是储存液化天然气燃料的重要容器,海上工况尤为复杂,因此,对船用低温燃料舱的传热、强度和疲劳分析,以及进行合理的优化设计有着重要的意义。本文主要以北京某低温设备有限公司试制的船用低温燃料舱作为研究对象,运用Workbench软件对拉带式支撑结构船用低温燃料舱建模,进行稳态传热与结构静力学的有限元计算,分析了船用低温燃料舱的热应力强度,对设计不合理的结构进行了改进和优化。由于船舶在海上运行时受到的工况复杂,因此对优化后的燃料舱进行碰撞载荷分析,并根据船级社的标准计算了船用低温燃料舱的累积疲劳损伤,具体研究内容如下:（1）在考虑温度载荷及压力载荷的作用下,建立船用低温燃料舱热-结构耦合的模型,对燃料舱进行了整体应力分析。计算结果表明:在横向拉带与加强圈连接处的虚拟应力值达到1632.2MPa,分析原因是船用低温燃料舱的拉带支撑结构是环境与内容器介质LNG发生热传导的主要结构,且拉带支撑结构的两端都是采用固定的方式焊接在内容器及加强圈上,因此,拉带支撑结构承受了较大的温差应力的作用,需对此结构进行结构的改进并进行优化设计。（2）在对船用低温燃料舱的拉带支撑结构进行改进中,主要考虑了“U”型结构、“Ω”型结构以及“双Ω”型结构,对这三种结构型式的船用低温燃料舱分别进行整体有限元分析,最终结果表明:三种结构分别降低了48.42%、80.65%以及84.94%的应力,其中“双Ω”型结构为能够有效降低拉带支撑温差应力的最佳结构。通过参数化设计对“双Ω”型结构进行优化,计算出“双Ω”型结构的最优尺寸,优化后的横向拉带最大应力位于接近内容器的“Ω”圈中心处内表面上,值为202.19MPa,属于局部应力,没有超过材料的屈服极限207MPa,满足结构强度要求,但需对船用燃料舱进行必要的疲劳分析。（3）根据《天然气燃料动力船舶规范》中规定的碰撞工况,对船用低温燃料舱进行有限元分析。结果表明,在碰撞载荷工况下,外容器受到的影响较小,而内容器封头、横向拉带以及封头拉带最大应力分别为250.09MPa、281.07MPa、408.94MPa,均超过了材料的屈服极限207MPa,但低于材料的抗拉极限517MPa,且都位于局部表面,横截面上大部分仍处于弹性阶段,由此可知在碰撞工况这种极限载荷作用下,船用低温燃料舱的部分结构会发生屈服,但并不会发生断裂。结构满足碰撞试验要求。（4）按照中国船级社《船体结构疲劳强度指南》的标准中所规定的疲劳分析方法,对船用低温燃料舱在规范中的工况下的累积疲劳损伤进行计算。结果表明,内容器与外容器的累积疲劳损伤度分别为0.0187和0.0062;横向拉带与封头拉带处的累积疲劳损伤度分别为0.466和0.179,均低于行业认可值0.5,疲劳校核结果都符合标准要求。本文对船用低温燃料舱应用有限元方法进行了稳态传热分析、热应力强度分析以及疲劳分析,其结果可以为企业产品通过相关机构的评审提供理论依据,也为工程应用提供了理论支撑。
李阳[2]（2021）在《1064nm高能激光反射膜的制备及其形变分析》文中认为高反膜已广泛应用于各种激光系统及光学仪器中,然而由于高反膜一般厚度较大,光学元件在镀膜后常常由于薄膜应力而引起较大的面形变化,这将使得光学系统的成像质量变差。为了降低系统中光学元件镀膜前后的面形变化,有必要建立多层膜热应力和残余应力模型,明确不同膜料和膜系下膜-基结构的应力分布和面形变化,才能设计并制备微变形高能激光反射膜。基于以上讨论,本文研究了熔石英基底（220×10mm）上激光高反膜的应力分布,膜系设计及工艺制备等。使用有限元分析方法对多层膜的热应力和残余应力及其引起的面形变化进行仿真分析,进行膜料的选择,利用TFC软件进行膜系设计。在ZZS500-2/G真空箱式镀膜机中完成小口径高反膜的制备。在莱宝ARES 1350镀膜机中,采用电子束真空镀膜并加以APS离子源辅助沉积完成激光高反膜的制备。通过建模仿真分析,得到膜-基结构热应力分布规律。采用等效参考温度和生死单元技术对多层膜的残余应力进行分析,在残余应力作用下,熔石英基底（30×2mm）上高反膜膜系G|（HL）10H|A比G |（LH）10L|A面形变化更小,面形变化减少38nm。对于大口径元件,考虑在重力引起的曲面上镀膜,修正了理想平面镀膜的不足,为微变形激光介质高反膜的制备提供指导。发现熔石英基底上高低折射率材料（TiO2、HfO2、H4和SiO2）的本征应力在残余应力中起主导作用,制备的不同膜料组合的高反膜都表现为压应力,其中TiO2/SiO2组合残余应力最小,对应面形变化也最小。镀膜前基底面形对镀膜后面形的影响较大,平面度越高,变形量较小。当镀膜前基底面形为凹面时,镀膜后变为凸面,这表明镀膜可以改善或修改基底面形,说明了应变补偿法的可行性。熔石英上膜系G|（HL）10H2L|A的残余应力为-39.70MPa,镀膜前后面形变化为0.112λ,相对于不加补偿层的G|（HL）10H|A膜系面形变化量减小0.094λ,表明当加2L应力补偿层时,不仅减小多层膜整体残余应力,使得镀膜前后基底面形变化较小,而且有利于抗激光损伤能力的提高,其抗激光损伤阈值为6.9J/cm2,比不加保护层时的抗激光损伤阈值提高2.9J/cm2。在熔石英基底（220×10mm）上制备激光高反膜,当初始面形为凸面时,膜系为G|（HL）10H|A比G|（LH）10L|A面形变化更小,减小了 1.9λ。无论基片口径大小或初始面形为凹面或凸面,同等实验条件下,熔石英基片上镀制TiO2/SiO2高反膜膜系为G |（HL）10H|A面形均优于G|（LH）10L|A,膜系G|（HL）10H|A的反射率较高。膜系G|（HL）10H2L|A的抗激光损伤阈值较高。最终,在熔石英（220×10mm）上实现 1064±40nm 波段,R>99.77%;LIDT=5.4J/cm2;△PV=2.64λ。
师云云[3]（2021）在《多波段全介质高反射薄膜的设计与制备》文中研究指明目前,工作于单波段的光电器件已经越来越难以应对现代仪器高速发展带来的严峻挑战,随之兴起的多波段光电器件,具备较强的角分辨能力与能量收集能力,能够集多功能一体化,满足各波段的不同使用需求。本文主要从多波段高反膜的光谱性能、激光防护性能以及大口径薄膜的应力分布三方面入手,对多层膜体系的热应力进行建模与深入研究,继而开展三波段兼容多层膜的设计与制备工作,推进大口径基底上膜层的应力与损伤性能研究。借鉴双层复合梁理论,建立了圆形基底上双层、多层光学介质膜的热应力模型。通过力平衡和弯矩平衡等边界条件分析等效膜基系统中的应力应变分布,建立了等效膜层和基底的热应力理论关系。推导的公式不仅在分析双层膜系统应力应变方面是行之有效的,对于预测周期弹性多层膜中的热应力分布同样适用。结合实际轮廓仪测量基底在沉积HfO2/SiO2双层膜、多层膜前后的曲率半径,得到膜层的残余应力分别为-52.59MPa和-101.65MPa,理论推导的热应力公式计算得到双层、多层膜的热应力分别为-79.33MPa和-78.46MPa,高温下制备的薄膜在生长过程中,缺陷密度小,本征应力较低,验证了膜基模型的有效性。在G/（HL）SH/A膜系结构的基础上,高低折射率材料选取TiO2-SiO2,在Φ30mm的K9基底上进行基础实验研究。500nm～650nm、808nm、1064±40nm范围分别采用中心波长530nm、575nm 以及 1064nm,按照膜系 G/（HL）8H/A、G/（1.5H1.5L）4H/A、G/（HL）8H/A 进行高反膜的镀制。三波段膜层的残余应力数值分别为-31.52MPa、-37.10MPa、-94.44MPa,状态均表现为压应力状态。TiO2/SiO2、HfO2/SiO2、LaTiO3/SiO2三种材料组合下1064nm高反膜的抗激光损伤阈值分别为2.9J/cm2、3.5J/cm2、2.2J/cm2。前两者薄膜样品的膜基结合力较好,LaTiO3/SiO2组合高反射薄膜表面起皱脱落,抗激光损伤性能较为低弱。设计并制备了三波段兼容的介质高反膜,监控波长560nm,膜系结构优化为G/（HL）8H（2L）4（1.4H1.4L）8H2L（1.9H1.9L）81.9H/A,在不同膜堆之间添加低折射率层来抑制虚设问题,通过增加周期数改善808nm波长点处带宽小、峰值反射率低等不足。在Φ220mm的大口径基底上成功制备性能良好的宽波段大尺寸多层高反射薄膜,光谱曲线较为平滑,膜厚均匀性良好,成膜致密无起皱龟裂脱落等现象出现,膜层牢固性较高。鉴于玻璃的抗压强度要优于其抗拉强度,膜层的应力状态呈现良好的态势,表现为较小的压应力。其光谱性能在可见光500nm～650nm波段范围内,平均反射率为99.5%,峰值反射率为99.9%;778nm～838nm范围内,峰值反射率99.9%,平均反射率99.8%;1064±40nm波段范围内,其平均反射率能够达到99.7%,峰值反射率达到99.9%。
郑澍[4]（2021）在《快堆中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计研究》文中指出快堆中心测量柱用于为堆内测量设备和控制棒驱动机构提供保护,其完整性与反应堆安全紧密关联。中心测量柱位于堆芯出口上方500mm处,长期受到冷却剂（液钠）的温度影响。在快堆正常运行时,中心测量柱保持高温状态;但当反应堆紧急停堆时,功率的骤然衰减使得堆芯出口温度迅速下降,进而造成中心测量柱表面温度快速降低,产生热冲击现象。严重的热冲击可能使中心测量柱产生热疲劳甚至失效,是快堆中必须关注的问题。为了保护中心测量柱,常在外侧添加包覆层以减弱其表面温度的变化。包覆层的合理设计对于降低热冲击对结构的影响十分重要。工程结构设计可以采用理论分析方法和有限元方法。虽然目前国内外研究中,热冲击下温度场、应力场和结构设计等相关研究较多,但尚未发现针对中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计的理论分析、计算模型,也未发现适用于该结构和热冲击温度特性的有限元分析设计模型。因此,迫切需要开展中心测量柱抗热冲击包覆层理论设计和有限元设计模型的研究。包覆层结构设计分为两个方面。一是包覆层总厚度设计,用以保证中心测量柱的完整性;二是包覆层单层厚度设计,用以保证包覆层的完整性。作为研究第一步,采用导热微分方程、热弹性力学方程开发了一套热冲击瞬态分析模型,并结合ASME疲劳评价方法建立了中心测量柱模型抗热冲击包覆层公式法结构设计路径,详细研究了模型任一厚度区间内的导热、应力求解与疲劳评价过程,且得到了有限元方法的验证。中心测量柱和包覆层相互独立,因此两者间可存在两种布置方式,包括堆叠（层间存在接触）和分离（层间存在间隙）。分析方式也可以分为弹性和弹塑性分析两种。研究第二步中据此提出了详细的包覆层分析法设计流程,给出了不同布置方式和分析方式下包覆层的设计步骤,详细研究了中心测量柱与包覆层在热冲击下的稳态和瞬态温度模拟方法、层间存在间隙和接触时的分析过程、基于弹性与弹塑性分析的应力应变求解和疲劳评价方法。弹塑性分析方式得到了实验验证。研究第三步则是采用公式法和分析法设计流程对真实中心测量柱模型进行抗热冲击包覆层结构设计,并对结果进行了对比分析。公式法设计结果显示,包覆层总厚度为6mm,分为两层,单层厚度为3mm。层间存在间隙时基于有限元弹性分析的包覆层结构设计结果为:总厚度为6mm,分为两层,单层厚度为3mm,层间（中心测量柱、各包覆层之间）间隙距离为2.54mm;层间存在间隙时基于有限元弹塑性分析的包覆层设计结果为:总厚度为2mm,无需分层,即单层厚度也为2mm,层间间隙距离为2.648mm;层间存在接触时基于有限元弹性分析的包覆层设计结果为:总厚度为4mm,无需分层,但无法设计出单层厚度;层间存在接触时基于有限元弹塑性分析的包覆层设计结果为:总厚度为2mm,无需分层,但包覆层单层厚度需增至9mm。以上结果均是满足设计要求的临界值。对比分析可发现,间隙模型中包覆层的弹性应力明显小于接触模型中的数值。弹塑性分析中包覆层的总应变范围明显小于弹性分析中的数值。这导致相较于接触模型,间隙模型可以使包覆层单层厚度显着降低,降幅为77.8%。弹塑性分析相较弹性分析,包覆层总厚度和单层厚度均大幅度下降,总厚度平均降幅为58.35%,单层厚度降幅为33.3%。由此可知,中心测量柱与包覆层堆叠布置（接触模型）可能更有利于工程装配,但需考虑设计中接触造成的包覆层单层厚度增大的问题。分离布置（间隙模型）更有利于缩减包覆层单层尺寸和体积,但工程装配可能存在困难。相比于弹性分析,弹塑性分析虽占用较多计算资源,但可降低设计保守性。本文对快堆中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计展开了深入的理论和数值模拟研究,开发了包覆层公式法结构设计模型,提出了分析法设计流程。公式法程序化后的便捷性可使其在初步设计中起到较大作用,分析法的准确性则使其在详细设计中有良好应用前景。这些成果可以为快堆中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计提供方法参考。同时,本文给出了多组包覆层设计结果,并对模型温度、应力应变和疲劳进行了对比分析,这些数据可以作为包覆层设计与分析的基准数据。
张伟婷[5]（2021）在《碲镉汞大面阵红外焦平面探测器的可靠性技术研究》文中指出碲镉汞红外探测器具有波段覆盖宽、灵敏度高等优越性能,是航天遥感、天文科学等领域的红外探测的首选。随着红外探测与成像的空间分辨率不断提升,红外探测器规模不断扩大,但因其低温热失配引发的可靠性问题愈加严重。为此,本文重点开展大面阵芯片面形校正、低热应力结构设计等可靠性技术研究,具体研究内容如下:1.实现了大面阵红外焦平面探测器的结构优化设计。通过对探测器的结构尺寸进行优化以及材料参数合理选择等方法来减少应力较为集中的区域,从而起到调节应力大小的作用。在实际设计芯片时,调整光敏元分布的实际有效范围以削弱因为应力过度集中而对光敏元分布区域产生不良影响。根据探测器衬底材料和基板材料的不同,分别对其进行封装结构的优化设计,提升了Si基碲镉汞和SiC基板的大面阵探测器的结构可靠性。针对大面阵器件常出现的芯片边缘和四角区域应力过大、中心区域应变大和在低温环境下容易失效等问题进行了改善。经过100次的高低温循环试验,2kx2k焦平面探测器响应率及不均匀性、盲元率等核心性能没有变化。2.开展了红外焦平面探测器读出电路面形校正的研究。采用形变补偿的平衡结构和生长应力薄膜的方式,建立了红外焦平面探测器读出电路面形的校正方法。平衡结构是由硅读出电路和校正片用DW-3低温环氧胶粘接而成,经过该结构优化后,读出电路的形变量可从原始的13μm降低到小于3μm,在硅读出电路和探测器芯片倒焊后,2kx2k规模倒焊连通率达到99%。采用原子层沉积法在读出电路的背面生长氧化铝应力薄膜,41mm×38mm×0.48mm尺寸读出电路的PV值优于1.5μm,有效改善了探测器的表面平整度以及提高倒焊连通率。3.设计了一种适用于碲镉汞红外焦平面器件芯片可调节应力的装置,实现了张应力和压应力的自由调节。该应力装置可安装于杜瓦内部,能够给探测器芯片提供所需的低温环境,且可拆卸性较高。开展了外应力对碲镉汞长波器件芯片响应光谱影响的研究。获得了在不同应力状态下的器件芯片响应光谱的情况。根据能带理论分析和响应光谱测试结果可得出碲镉汞材料不同应力状态下材料禁带宽度变化规律;开展了外应力对碲镉汞长波器件芯片暗电流影响的研究。获得了在不同应力状态下的器件芯片暗电流的情况。根据有限元分析可知芯片端、边处应力水平较高,通过暗电流测试结果可得出,当压应力水平过高时,器件的性能可能会被完全损坏。同等应力水平的张应力比压应力对暗电流的影响小。该研究为大面阵焦平面探测器芯片的应力分析提供了宝贵的经验。
李莉佳[6]（2021）在《残余应力下金属材料压痕响应的仿真分析与试验研究》文中研究说明在材料及其构件的制备和服役过程中,不可避免地会产生残余应力,而残余应力的存在会对材料及其构件的服役性能产生重大影响。与传统的残余应力测试方法相比,基于压痕技术的测试方法具有高效快捷、无损检测、绿色环保、准确性高、通用性强等优点,因此,也具有较好的应用前景。此外,压痕测试技术作为一种成熟的力学性能检测手段,能够得到材料的硬度、弹性模量等重要力学性能参数。因此,发展残余应力的压痕测试方法,探索残余应力下材料的压痕响应规律和微观作用机理具有重要的价值和意义。随着商业化压痕仪的全面发展和广泛应用,残余应力下的压痕测试技术取得了长足发展,但现阶段该研究仍旧具有一定的局限性。为此,本文结合有限元仿真、分子动力学模拟和试验方法,基于压痕测试技术从残余应力的测试方法、典型（各向同性/各向异性）金属材料残余应力下的压痕响应测试和残余应力下材料的压痕响应机理三个方面开展了以下研究工作:（1）基于经典的压痕数据分析方法,通过量纲分析和有限元模拟对幂硬化型材料在残余应力作用下的压痕响应过程进行了研究。分析了残余应力作用下压痕曲线和压痕功无量纲参数Πω随σr/σy、E/σy、n的变化规律。根据归一化压痕功Πφ和残余应力之间的关系,提出了残余应力的通用计算方法,并进行了反演分析。通过张量分解对残余应力下材料表面的应力状态进行分析,基于应力分析推导了残余应力的计算方法,并且通过有限元模拟结果对该方法进行了检验。两种方法的计算精度均可满足实际的工程应用需求。（2）针对不同热处理的各向同性材料TC4开展了有/无残余应力作用下的宏/微观压痕响应测试研究,对其宏观残余应力进行了计算分析。不同残余应力状态下的宏观压痕曲线呈现明显的规律性,不同残余应力下材料的硬度和弹性模量值不发生变化。α相的压痕曲线不随残余应力的变化而变化,βt相压痕曲线没有规律性,得出压痕法并不适用于材料微观残余应力的计算。通过两种压痕方法对TC4的宏观残余应力进行了计算,与XRD法测试结果对比,误差均在20%范围内,压痕法测试各向同性材料残余应力满足工程应用需求。（3）通过施加预应力的方式获得稳定的残余应力场,针对各向异性材料单晶铜开展了有/无残余应力作用下的压痕响应测试,从残余应力大小变化、方向变化、塑性损伤三个方面对压痕响应的变化进行了系统分析和研究。在压痕过程中单晶铜表面产生了明显的堆积现象,残余应力对压痕过程中的塑性变形（堆积）具有一定的抑制作用。通过AFM对不同残余应力作用下的堆积面积进行测量,获得了真实的接触面积,基于真实接触面积计算得到的不同残余应力下的真实硬度值保持恒定。计算所得到的弹性模量值与理论推导结果相符。在材料的不同晶向上,残余应力对压痕曲线的影响程度不同。不同预塑性变形下单晶铜的压痕曲线变化是残余应力和损伤共同作用的结果,损伤导致压痕硬度出现降低趋势。在各向异性材料残余应力的计算中,压痕法比XRD法测试便捷、准确,具有明显优势。（4）通过分子动力学方法对残余应力下单晶铜的压痕响应过程进行模拟,研究了残余应力下材料的压痕响应机理。残余应力下材料内部储存的弹性能增加,导致原子势能增加,实现相同的压痕变形所需的额外能量就会降低。残余应力作用下材料在压痕过程中更容易形成位错成核,并且更容易在残余应力作用的方向进行扩展。基于单晶铜的位错扩展变形机制,提出了残余应力下的位错成核准则。从原子运动角度对不同晶向残余应力对材料压痕响应的影响进行了分析。本文的研究工作为残余应力作用下材料及其构件的力学性能、变形损伤、结构设计及服役寿命预测提供了重要的理论和试验依据,对建立材料残余应力的压痕识别测量标准、扩展标准压痕仪的残余应力测试功能模块、指导应力作用下材料及其构件的结构设计具有一定的理论和应用价值。
马卫东[7]（2021）在《类金刚石多层薄膜的承载和摩擦学研究》文中研究指明类金刚石薄膜（Dimond-like carbon,DLC）以其高硬度、优异的减摩耐磨性能等特点受到广泛的关注和研究,但是该薄膜内应力大、结合性能差等缺陷限制了其应用。改善这些缺陷就需要深入研究薄膜性能与基体、过渡层、摩擦测试条件等影响因素的关系。目前,关于承载条件下DLC薄膜的损伤机理及其结构对承载特性的影响规律尚未明确,薄膜随基体变形协调能力不足对摩擦学行为的影响有待揭示。基于以上问题,本文对DLC薄膜的承载特性分析及其摩擦学进行研究。采用磁控溅射技术制备了DLC薄膜。在沉积过程中,选用SUS304奥氏体不锈钢和YT15硬质合金作为基体,Al Ti N涂层作为过渡层。观察不同基体和过渡层组合的DLC单层和多层薄膜的微观结构、形貌和摩擦学演变。通过往复式磨损测试,研究了DLC薄膜在不同磨损阶段的显微组织与摩擦学行为演化。结果表明,硬质基体和添加过渡层可以有效提高薄膜结合力。在往复磨损过程中,高硬度基体可改善薄膜磨损初期的磨损行为,而高塑性的SUS304基体可减轻薄膜的磨损。DLC薄膜的拉曼光谱结果ID/IG值随着磨损时间的增加而增大,在长期往复磨擦测试中ID/IG比值的增长速率减小,当磨损次数超过10万次后,DLC薄膜的ID/IG比趋于稳定。采用有限元分析方法研究过渡层对薄膜承载能力的影响,构建了Ti、Ti C、Ti N、Ti CN等过渡层材料的多层DLC薄膜,分析了不同过渡层DLC薄膜静态压载条件下的受力情况。结果表明,单层过渡层DLC薄膜的最大米塞斯应力随过渡层材料的杨氏模量的增大而增大;多层过渡层薄膜中过渡层材料从上层到下层杨氏模量由小到大排列时米塞斯应力最小。1.0μm厚度的Ti过渡层DLC薄膜米塞斯应力最小为3520MPa。进行了不同载荷和频率下DLC薄膜的摩擦磨损试验。当频率为2.5 Hz时,DLC薄膜摩擦系数随载荷的增大而减小;当频率为5 Hz时,各个载荷下薄膜表面摩擦系数相对稳定;当频率为10 Hz时,摩擦系数随着载荷的增大而增大。在2 N的低载荷下DLC薄膜摩擦系数随频率的升高而减小;在5 N和10 N的高载荷下DLC薄膜摩擦系数随频率的升高而增大。
杜林云[8]（2021）在《应用于激光雷达的MEMS扫描镜研究》文中研究表明MEMS扫描镜作为MEMS激光雷达系统的核心部件,是一种获取空间物体三维信息的微执行器。近年来,随着智能化汽车的快速发展,MEMS激光雷达逐渐成为智能驾驶汽车的核心传感器之一,并得到了广泛的关注和研究。车载激光雷达的应用环境对MEMS扫描镜提出了以下要求:要求具有较大尺寸的反射面积;要求在较高频率下运动（k Hz量级）;要求具有较大的偏转角度。这些要求成为高精度和高分辨率MEMS扫描镜发展过程中亟需解决的问题。为了满足车载激光雷达的要求,提高扫描镜的谐振频率和偏转角度,本文设计了一种基于静电排斥力原理的双层梳齿驱动MEMS扫描镜,该扫描镜整体结构由硅基底层、扫描镜结构层和玻璃盖帽层真空封装而成。扫描镜结构层由驱动器、S型扭转梁和镜体组成,驱动器采用双层梳齿结构。通过SOLIDWORKS软件对扫描镜结构层进行建模,利用MAXWELL、ANSYS和COMSOL仿真软件对设计的MEMS扫描镜模型的灵敏度和可靠性进行仿真分析与验证,结果表明:双层梳齿驱动下的MEMS扫描镜可以有效地增大偏转角度,在110 V的驱动电压下,可以实现最大扭转角度±13.46°;扫描镜的工作谐振频率为1.79 k Hz,远大于其他高阶模态的谐振频率,有效地抑制了其他非工作模态的交叉干扰运动,具有良好的工作带宽?基于建模仿真结果,本文利用L-edit软件完成了双层梳齿驱动MEMS扫描镜的掩膜版版图设计,在其基础上,采用微加工工艺设计了一套适用于该MEMS扫描镜的制备工艺流程。采用刻蚀技术获得梳齿、扭转梁、框架以及镜体结构,通过释放技术实现梳齿的垂直交错结构和硅-玻键合技术完成整体结构的真空封装,利用磁控溅射技术沉积Al金属电极和ITO透明薄膜电极。双层梳齿驱动MEMS扫描镜的掩膜版版图和制备工艺流程的设计为后期扫描镜的制造奠定了基础。
秦伟[9]（2020）在《介质开工热交换器管板结构强度分析》文中进行了进一步梳理介质开工热交换器是化学反应装置中给开车时投入反应器的工艺介质提供热源的重要设备,以保证工艺介质达到化学反应温度。该热交换器的管板及其与壳程筒体连接部位是其关键组成结构,其设计的安全可靠是设备安全可靠运行的重要保证,同时该部位的设计需要考虑经济性和便于加工制造。本论文以某甲醇制聚丙烯装置中催化裂化反应器配套的介质开工热交换器为研究对象,针对其管板进行应力计算并对结构强度展开了研究。建立该部位有限元模型并进行分析计算,采用热力耦合的分析方法,对该结构按照在运行中可能出现的八种危险工况进行了结构温度场及应力场计算,并按照分析设计标准JB4732,对不同原因产生的应力进行分类,对结构应力分析评定,以验证常规设计计算满足使用要求。并在有限元仿真结果的基础之上,对设计并制造完成的设备到场后进行液压实验和操作工况运行实验,验证了有限元模型的分析计算结果。仿真及现场实验结果表明:按常规标准设计计算并校核时,该热交换器及其与壳程筒体连接部位的径向应力、壳体法兰应力值大于许用应力值,不满足设计要求。对该部位按分析设计方法,在组合工况下对结果应力分类评定,得到管板和壳程筒体的有限元分析计算值与应力强度极限的比值最大分别为72.08%和39.2%,满足国家分析设计标准。以此分析设计结论为依据,对设计制造并投用的设备进行液压实验和操作工况运行实验,实验结果为管板及其与壳程筒体连接部位的设计制造符合现场使用要求,验证了有限元仿真结果的正确性。
张晓明[10]（2020）在《熔盐蓄热系统安全问题研究及泛（火用）分析》文中指出开发和利用可再生能源,是解决目前世界面临的一系列能源与环境问题的有效途径,也是推进各国能源结构调整的重要举措。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源得到了人们广泛的关注。由于可以与大规模、低成本的蓄热系统相结合,使太阳能热发电成为一种电网友好型可再生能源发电方式,并得到了迅速的发展。在众多蓄热技术中,熔盐蓄热技术是最被认可的大规模蓄热技术。作为太阳能热发电系统的关键部分之一,熔盐蓄热系统虽然已成功实现商业化运行,但仍然存在一些问题需要进一步的研究。为了进一步提高太阳能热发电站蓄热系统的安全性,完善电站评价体系,本文采用不同的研究方法,针对大型熔盐罐结构强度、高温熔盐的流动腐蚀问题和带蓄热系统的太阳能热发电的系统评价问题进行了研究,得到了以下结论:（1）对于运行温度达565℃的高温熔盐罐的设计过程中存在盲目性和不确定性。本文结合API650标准和GB50341标准,针对容积2×104m3的大型高、低温熔盐罐进行了结构设计。为进一步研究tf熔盐罐热过程和结构强度提供了分析模型。（2）针对目前高温熔盐储罐温度场分布缺乏问题以及热分层现象的不确定性问题,本文设计搭建了小型熔盐储罐温度场分布实验装置,利用实验的方法研究了温度范围为550℃～180℃熔盐自然冷却过程中,熔盐罐内温度分布和热损失。结果表明:（1）在自然冷却过程中,当罐内熔盐温度低于470℃时将开始出现热分层现象,并且热分层区域保持在罐底150mm范围内;（2）罐内熔盐最低温度出现在罐体下边缘位置,最大温差达到16.1℃;（3）通过分析发现,罐底保温基础底面的温度并非均匀一致的,这与之前文献中采用的等温边界条件不同;（4）通过对罐体散热损失的研究发现,热分层区域的存在额外增加了罐底部热阻,从而一定程度上减小了储罐热损失。（3）在实验结果的基础上,针对大型熔盐罐温度分布和罐体热损失,本文利用CFD计算软件Fluent,根据大型高、低温熔盐罐结构的设计尺寸建立了计算模型,通过设置边界条件,计算得到了高、低温熔盐罐在自然冷却过程中的温度分布。计算结果表明:（1）在15小时的自然冷却过过程中,高、低温罐内熔盐温度下降约1.5℃和0.8℃.同时,低温罐内出现明显热分层现象出现。（2）通过对不同风速、不同罐底换热系数、不同环境温度下的罐内冷却过程研究发现,不同的边界条件只对罐内熔盐温度有影响,而对其分布规律几乎不产生影响。（3）根据模拟结果对罐体热损失进行分析,得到了在设计的保温层尺寸下高、低温熔盐罐罐壁、罐底和罐顶表面的的热损失。（4）冷却过程中高、低温熔盐罐的罐壁与罐内熔盐中心位置分别出现两个速度较区域,最大流速约为23～32mm/s。（4）利用ANSYS Workbench软件对储罐静载荷作用下的结构强度进行了分析,结果表明大角焊缝区域存在严重的结构突变,造成了该区域较大的应力集中。其中大角焊缝内侧与罐壁的连接处出现了最大应力强度。第一层和第二层罐壁应力水平也相对较高,是需要重点关注的区域之一。除此以外,利用第三强度理论的评定原则对设计的高、低温熔盐储罐的应力水平进行了评定,结果显示设计结果满足评定准则,可以达到强度要求。通过在有限元分析中加载温度载荷,完成了稳态静载荷下高、低温熔盐罐罐热应力分析,结果表明罐体在热膨胀作用下产生的热应力对最大应力强度造成很大的影响,但仍然满足应力评定要求。（5）已有大量的文献针对熔盐静态腐蚀进行了研究,但在实际熔盐系统中熔盐一般处于流动状态,所以针对熔盐流动腐蚀进行研究更具有实际工程价值。本文利用自行设计搭建的高温熔盐流动腐蚀实验台,对316和321不锈钢在565℃熔盐中的流动腐蚀进行了实验研究。实验结果表明:（1）当流速为3m/s时,熔盐对不锈钢的腐蚀速率比静态情况下增加了35～40%;（2）腐蚀后,金属表面形成多层氧化结构,其主要成分沿厚度由Fe2O3、Fe3O4、Mg Fe2O4和Na Fe O2向（Fe,Cr,Ni）3O4的转变;（3）熔盐流动作用将对腐蚀过程中的电化学行为产生影响。（6）结合SAM软件,对蓄热时长为6h的槽式光热电站的最佳经济点系统模型进行了能量分析、（火用）分析及泛（火用）分析,并得到以下结论:（1）在模型最佳经济点,槽式太阳能热发系统的热效率、（火用）效率和泛（火用）利用系数分别为13.1%、14.0%和8.6%。（2）CSP系统中能量利用、（火用）利用和泛（火用）利用最薄弱的环节分别为换热发电子系统、集热子系统和蓄热子系统;（3）集热镜场面积、几何聚光比、蓄热子系统成本和贷款利率可以对系统的热效率、（火用）效率和泛（火用）利用系数产生不同的影响效果。
二、薄膜应力分析及一些测量结果（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、薄膜应力分析及一些测量结果（论文提纲范文）
（1）船用低温燃料舱应力分析和结构的优化设计（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 液化天然气介绍 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 第二章 船用低温燃料舱的所用理论及传热分析 |
| 2.1 参数设计 |
| 2.1.1 工艺参数 |
| 2.1.2 材料特性 |
| 2.2 理论计算 |
| 2.2.1 传热方程 |
| 2.2.2 热应力方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 整体应力分析 |
| 3.1 有限元模型的建立 |
| 3.1.1 有限元法概述 |
| 3.1.2 有限元模型 |
| 3.1.3 边界条件 |
| 3.1.4 网格设置 |
| 3.2 模型准确性的验证 |
| 3.3 船用低温燃料舱的传热分析 |
| 3.4 热应力计算结果分析 |
| 3.4.1 船用低温燃料舱的整体变形 |
| 3.4.2 船用低温燃料舱的整体应力分布 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 拉带支撑结构的改进 |
| 4.1 船用低温燃料舱结构改进 |
| 4.1.1 横向拉带改进 |
| 4.1.2 对“双Ω”进行结构优化 |
| 4.1.3 优化结果 |
| 4.2 优化前后封头拉带的应力变化规律 |
| 4.3 优化前后船用低温燃料舱应力分析 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 碰撞及疲劳分析 |
| 5.1 碰撞工况下船用低温燃料舱应力分布 |
| 5.1.1 碰撞工况边界条件设置 |
| 5.1.2 内容器的应力分布情况 |
| 5.1.3 拉带的应力分布情况 |
| 5.2 船用燃料舱的疲劳分析 |
| 5.2.1 疲劳问题的描述 |
| 5.2.2 船舶疲劳问题的研究方法 |
| 5.2.3 船用低温燃料舱的疲劳累积计算 |
| 5.2.4 结果分析 |
| 5.3 结论 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文的主要工作总结 |
| 6.2 本课题研究的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（2）1064nm高能激光反射膜的制备及其形变分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光高反膜的研究现状 |
| 1.2.1 提高激光薄膜激光损伤阈值的方法 |
| 1.2.2 薄膜残余应力研究进展 |
| 1.2.3 薄膜应力仿真分析 |
| 1.2.4 薄膜残余应力控制 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 2 薄膜制备与性能表征 |
| 2.1 光学薄膜制备 |
| 2.1.1 热蒸发沉积 |
| 2.1.2 离子束辅助沉积 |
| 2.2 光谱性能表征 |
| 2.3 抗激光性能表征 |
| 2.4 薄膜应力表征 |
| 3 高反膜的设计与优化 |
| 3.1 膜系设计理论 |
| 3.1.1 单层介质膜 |
| 3.1.2 多层介质膜 |
| 3.1.3 多层介质高反膜 |
| 3.2 薄膜材料的选择 |
| 3.3 激光高反膜的设计 |
| 3.3.1 膜料对高反膜特性的影响 |
| 3.3.2 膜系对高反膜特性的影响 |
| 3.4 小结 |
| 4 膜-基体系应力建模及仿真 |
| 4.1 膜-基结构应力理论 |
| 4.1.1 膜-基结构的热应力 |
| 4.1.2 薄膜的本征应力 |
| 4.2 热应力的分布及其对元件面形的影响 |
| 4.3 残余应力的分布及其对元件面形的影响 |
| 4.4 高反膜残余应力对元件面形影响仿真 |
| 4.5 小结 |
| 5 1064nm高能激光反射膜的制备及性能 |
| 5.1 薄膜制备工艺 |
| 5.2 单层膜的光学常数和应力分析 |
| 5.3 高反膜光学特性及应力分析 |
| 5.3.1 基底面形对高反膜面形影响 |
| 5.3.2 膜料和膜系对高反膜面形影响 |
| 5.4 离子束辅助沉积高反膜 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）多波段全介质高反射薄膜的设计与制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多波段光谱性能研究 |
| 1.2.2 高反膜激光防护性能研究 |
| 1.2.3 大口径薄膜应力研究 |
| 1.3 课题的主要工作 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 总体的研究思路 |
| 1.4 章节安排 |
| 2 薄膜的制备工艺及性能表征 |
| 2.1 实验设备及方法 |
| 2.2 薄膜制备的基本工艺 |
| 2.3 膜厚监控 |
| 2.3.1 光电极值法 |
| 2.3.2 石英晶振法 |
| 2.4 薄膜性能表征 |
| 2.4.1 光学常数表征 |
| 2.4.2 光谱性能表征 |
| 2.4.3 应力表征 |
| 2.4.4 抗激光损伤性能表征 |
| 2.5 小结 |
| 3 薄膜体系的热应力建模研究 |
| 3.1 双层膜结构热应力建模 |
| 3.2 HfO_2/SiO_2双层膜的热应力分析 |
| 3.2.1 理论计算结果 |
| 3.2.2 实验结果及分析 |
| 3.3 多层膜体系的应力分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 单波段激光高反膜的设计与制备 |
| 4.1 单层膜基础实验研究 |
| 4.1.1 膜料优选 |
| 4.1.2 薄膜特性分析 |
| 4.2 500nm～650nm波段高反膜研究 |
| 4.2.1 膜系结构设计 |
| 4.2.2 薄膜制备 |
| 4.2.3 应力特性分析 |
| 4.3 808nm高反膜研究 |
| 4.3.1 膜系设计 |
| 4.3.2 薄膜制备 |
| 4.3.3 应力特性分析 |
| 4.4 1064±40nm波段高反膜研究 |
| 4.4.1 多层膜内的电场强度分布 |
| 4.4.2 基于电场强度优化的膜系设计 |
| 4.4.3 薄膜制备 |
| 4.4.4 应力特性分析 |
| 4.4.5 抗激光损伤性能 |
| 4.5 小结 |
| 5 多波段高反膜的设计与制备 |
| 5.1 基础实验研究 |
| 5.1.1 初始膜系设计 |
| 5.1.2 薄膜制备 |
| 5.1.3 薄膜的应力特性 |
| 5.1.4 抗激光损伤性能 |
| 5.2 Φ220mm样品制备及其性能 |
| 5.2.1 膜系优化 |
| 5.2.2 Φ220mm薄膜样品制备 |
| 5.2.3 抗激光损伤性能 |
| 5.2.4 应力特性分析 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）快堆中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 中心测量柱及包覆层简介 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 热冲击现象的研究现状 |
| 1.3.2 抗热冲击结构设计的研究现状 |
| 1.3.3 研究现状小结 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 公式法设计的理论方法 |
| 2.1 热冲击下温度场公式法研究 |
| 2.1.1 热冲击过程简化 |
| 2.1.2 分析模型 |
| 2.1.3 瞬态温度场公式推导 |
| 2.2 热冲击下应力场公式法研究 |
| 2.3 弹性疲劳评价方法 |
| 2.3.1 采用弹性分析的限制条件 |
| 2.3.2 采用弹性分析的疲劳评价方法 |
| 2.4 公式法有限元验证 |
| 2.4.1 模型与网格 |
| 2.4.2 结果对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于有限元的分析法设计方法与流程 |
| 3.1 温度场研究 |
| 3.2 布置方式研究 |
| 3.2.1 层间存在间隙 |
| 3.2.2 层间存在接触 |
| 3.3 分析方式研究 |
| 3.3.1 弹性分析 |
| 3.3.2 弹塑性分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.4.1 实验介绍 |
| 3.4.2 有限元模拟及结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 某快堆中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计与分析 |
| 4.1 包覆层公式法设计 |
| 4.1.1 包覆层总厚度设计 |
| 4.1.2 包覆层单层厚度设计 |
| 4.1.3 模型温度及应力分析 |
| 4.2 有限元模型及关键参数敏感性分析 |
| 4.2.1 中心测量柱有限元模型及边界条件 |
| 4.2.2 网格与单元类型敏感性分析 |
| 4.2.3 时间步长敏感性分析 |
| 4.2.4 接触设置敏感性分析 |
| 4.3 层间存在间隙时包覆层的设计与分析 |
| 4.3.1 基于弹性分析的包覆层设计与分析 |
| 4.3.2 基于弹塑性分析的包覆层设计与分析 |
| 4.4 层间存在接触时包覆层的设计与分析 |
| 4.4.1 基于弹性分析的包覆层设计与分析 |
| 4.4.2 基于弹塑性分析的包覆层设计与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）碲镉汞大面阵红外焦平面探测器的可靠性技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 红外技术简介 |
| 1.1.1 红外辐射 |
| 1.1.2 红外探测器 |
| 1.2 碲镉汞红外焦平面探测器 |
| 1.2.1 碲镉汞材料特性 |
| 1.2.2 碲镉汞红外焦平面探测器的发展历程 |
| 1.2.3 碲镉汞红外焦平面探测器的表征 |
| 1.2.4 碲镉汞红外焦平面探测器的研究现状 |
| 1.3 碲镉汞大面阵红外焦平面探测器的可靠性技术问题 |
| 1.3.1 大面阵红外探测器的发展现状与趋势 |
| 1.3.2 可靠性的研究历程和试验方法 |
| 1.3.3 大面阵红外探测器存在的可靠性问题 |
| 1.4 本论文的研究出发点及内容安排 |
| 1.4.1 本论文的研究出发点 |
| 1.4.2 本论文的内容安排 |
| 第二章 可靠性相关理论基础与研究方法 |
| 2.1 红外焦平面探测器的封装结构 |
| 2.1.1 探测器封装可靠性研究的意义 |
| 2.1.2 多层结构热失配形变 |
| 2.1.3 多层结构体系中的热应力 |
| 2.2 有限元法 |
| 2.2.1 基本思想 |
| 2.2.2 数学模型 |
| 2.2.3 有限元分析过程及步骤 |
| 2.3 ANSYS有限元分析软件 |
| 2.3.1 ANSYS软件简介 |
| 2.3.2 ANSYS有限元分析基本流程 |
| 2.3.3 ANSYS热力学分析 |
| 2.4 热应力及固体力学相关概念 |
| 2.4.1 热应力相关概念 |
| 2.4.2 固体力学相关概念简介 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 碲镉汞大面阵红外探测器结构可靠性设计 |
| 3.1 热应力理论 |
| 3.2 大面阵红外探测器结构以及工艺流程 |
| 3.2.1 大面阵探测器衬底材料 |
| 3.2.2 芯片结构和工艺流程 |
| 3.3 大面阵红外探测器设计的结构模型 |
| 3.3.1 结构模型参数 |
| 3.3.2 网格与边界条件设置 |
| 3.4 GaAs基探测器热失配研究 |
| 3.4.1 GaAs基探测器热失配产生原因及影响因素 |
| 3.4.2 封装结构改进 |
| 3.5 Si基探测器热失配研究 |
| 3.5.1 Si基探测器热失配产生原因及影响因素 |
| 3.5.2 封装结构改进 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 大面阵红外探测器读出电路的面形校正研究 |
| 4.1 读出电路面形校正的研究背景及原因 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.3 平衡结构 |
| 4.3.1 校正方法 |
| 4.3.2 实验测试方法和仪器 |
| 4.3.3 实验结果 |
| 4.3.4 有限元分析 |
| 4.4 应力膜 |
| 4.5 校正后焦平面探测器的连通率 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 外应力对碲镉汞红外探测芯片光电性能影响的研究 |
| 5.1 施加外应力装置设计 |
| 5.1.1 结构设计 |
| 5.1.2 调节方式 |
| 5.2 红外焦平面探测器的光谱测试 |
| 5.2.1 傅里叶变换光谱仪 |
| 5.2.2 光栅光谱仪 |
| 5.3 傅里叶变换红外光谱测试原理和影响因素 |
| 5.4 外应力对长波碲镉汞器件响应光谱的影响 |
| 5.4.1 芯片测试结构 |
| 5.4.2 测试结果分析 |
| 5.5 碲镉汞光伏型探测器的暗电流机制 |
| 5.6 外应力对长波碲镉汞器件暗电流的影响 |
| 5.6.1 暗电流测试顺序 |
| 5.6.2 测试结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及在攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）残余应力下金属材料压痕响应的仿真分析与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 压痕测试技术研究进展 |
| 1.2.1 压痕测试技术的产生与发展 |
| 1.2.2 压痕测试技术的扩展应用 |
| 1.3 残余应力下的压痕测试技术研究进展 |
| 1.3.1 残余应力及其测试方法 |
| 1.3.2 压痕法测试残余应力的产生与发展 |
| 1.3.3 残余应力下压痕测试的现存问题 |
| 1.4 数值模拟方法在压痕测试中的应用 |
| 1.4.1 有限元模拟技术 |
| 1.4.2 分子动力学模拟技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于压痕技术的残余应力测试方法 |
| 2.1 经典压痕数据分析方法 |
| 2.2 压痕法测试残余应力的理论基础 |
| 2.2.1 应力分析 |
| 2.2.2 量纲分析 |
| 2.3 残余应力下压痕的有限元模拟与结果分析 |
| 2.3.1 模型介绍 |
| 2.3.2 压痕响应分析 |
| 2.4 基于量纲分析的残余应力计算方法 |
| 2.4.1 残余应力计算方法 |
| 2.4.2 反演分析 |
| 2.5 基于应力分析的残余应力计算方法 |
| 2.5.1 残余应力计算方法 |
| 2.5.2 方法验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 残余应力下TC4的压痕响应测试 |
| 3.1 材料和实验介绍 |
| 3.2 材料微观组织形貌分析 |
| 3.3 残余应力对TC4宏观压痕的影响 |
| 3.3.1 宏观压痕曲线分析 |
| 3.3.2 屈服强度和应变硬化指数计算 |
| 3.3.3 宏观硬度计算 |
| 3.3.4 宏观弹性模量计算 |
| 3.4 残余应力对α相和β_t相微观压痕的影响 |
| 3.4.1 微观压痕曲线分析 |
| 3.4.2 微观硬度计算 |
| 3.4.3 微观弹性模量计算 |
| 3.5 残余应力的计算 |
| 3.5.1 XRD法计算TC4残余应力 |
| 3.5.2 压痕法计算TC4残余应力 |
| 3.5.3 XRD和压痕法测试残余应力对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 残余应力下单晶铜的压痕响应测试 |
| 4.1 材料和实验介绍 |
| 4.2 残余应力数值对压痕响应的影响 |
| 4.2.1 压痕测试曲线分析 |
| 4.2.2 残余压痕形貌分析 |
| 4.2.3 投影接触面积计算 |
| 4.2.4 硬度计算 |
| 4.2.5 弹性模量计算 |
| 4.3 残余应力取向对压痕响应的影响 |
| 4.3.1 压痕测试曲线 |
| 4.3.2 残余压痕形貌 |
| 4.4 预塑性变形对压痕响应的影响 |
| 4.5 残余应力的计算 |
| 4.5.1 压痕法计算单晶铜残余应力 |
| 4.5.2 XRD法计算单晶铜残余应力 |
| 4.5.3 测试结果对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 残余应力下单晶铜的压痕响应机理分析 |
| 5.1 模型的建立 |
| 5.1.1 势函数 |
| 5.1.2 系综 |
| 5.1.3 边界条件 |
| 5.1.4 晶体结构 |
| 5.1.5 模拟及后处理分析软件 |
| 5.2 单晶铜的残余应力模拟 |
| 5.2.1 [100]晶向拉伸模拟 |
| 5.2.2 应力取向分析 |
| 5.3 残余应力下单晶铜的压痕模拟 |
| 5.3.1 残余应力下压痕响应结果 |
| 5.3.2 残余应力对表面能量分布的影响 |
| 5.3.3 残余应力对微观结构演变的影响 |
| 5.3.4 残余应力下压痕的位错扩展机理 |
| 5.3.5 残余应力取向对压痕响应的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介与攻读学位期间的主要研究成果 |
| 一、作者简介 |
| 二、攻读学位期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
（7）类金刚石多层薄膜的承载和摩擦学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 类金刚石薄膜 |
| 1.2.1 类金刚石薄膜的结构 |
| 1.2.2 DLC薄膜的沉积机理与制备方法 |
| 1.2.3 DLC薄膜的性能与应用 |
| 1.2.4 DLC薄膜的不足及研究现状 |
| 1.3 类金刚石薄膜的摩擦学机理 |
| 1.3.1 转移膜理论 |
| 1.3.2 化学吸附钝化悬键理论 |
| 1.3.3 滑行界面石墨化理论 |
| 1.4 课题研究的意义及主要内容 |
| 第2章 薄膜制备及试验方法 |
| 2.1 薄膜制备 |
| 2.1.1 单层DLC及DLC/AlTiN薄膜制备 |
| 2.1.2 Ti过渡层DLC薄膜制备 |
| 2.2 薄膜表征 |
| 2.2.1 薄膜结构形貌表征 |
| 2.2.2 薄膜机械性能表征 |
| 2.2.3 薄膜摩擦学能表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基体和过渡层对DLC薄膜性能影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械性能 |
| 3.3 减摩耐磨性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 DLC薄膜压载有限元模拟的应力分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型描述 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 模型描述 |
| 4.3 单过渡层薄膜应力分析 |
| 4.3.1 过渡层材料对应力场的影响 |
| 4.3.2 过渡层厚度对应力场的影响 |
| 4.4 多过渡层薄膜应力分析 |
| 4.4.1 三明治结构过渡层对应力场的影响 |
| 4.4.2 梯度结构过渡层对应力场的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 载荷和摩擦频率对DLC薄膜减摩耐磨的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 DLC薄膜的结构与形貌 |
| 5.3 DLC薄膜的机械性能 |
| 5.4 DLC薄膜的摩擦学性能 |
| 5.4.1 载荷对DLC薄膜的摩擦学性能的影响 |
| 5.4.2 速度对DLC薄膜的摩擦学性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）应用于激光雷达的MEMS扫描镜研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 MEMS激光雷达介绍 |
| 1.1.1 激光雷达在车用无人驾驶中的应用概述 |
| 1.1.2 MEMS技术概述 |
| 1.1.3 MEMS技术在激光雷达中的应用 |
| 1.2 MEMS扫描镜概述 |
| 1.2.1 MEMS扫描镜驱动原理 |
| 1.2.2 MEMS扫描镜驱动方式与分类 |
| 1.2.3 MEMS扫描镜国内外研究现状 |
| 1.2.4 MEMS扫描镜存在的问题 |
| 1.3 选题的意义与目的 |
| 1.4 主要工作及内容安排 |
| 第二章 双层梳齿驱动MEMS扫描镜原理及理论建模 |
| 2.1 双层梳齿驱动MEMS扫描镜介绍 |
| 2.2 扭转梁扭转刚度的求解分析 |
| 2.2.1 直扭转梁的理论分析 |
| 2.2.2 S型扭转梁扭转耦合刚度求解 |
| 2.3 MEMS扫描镜的力学分析 |
| 2.3.1 静电力学分析 |
| 2.3.2 垂直交错梳齿驱动力理论分析 |
| 2.4 镜体残余应力分析 |
| 2.5 ITO薄膜光电性能分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双层梳齿驱动MEMS扫描镜结构设计与仿真 |
| 3.1 MEMS扫描镜整体结构设计 |
| 3.1.1 S型扭转梁结构设计 |
| 3.1.2 双层梳齿结构设计 |
| 3.2 模态和谐响应仿真分析 |
| 3.2.1 MEMS扫描镜模态分析 |
| 3.2.2 MEMS扫描镜谐响应分析 |
| 3.3 可靠性仿真分析 |
| 3.3.1 MEMS扫描镜应力分析 |
| 3.3.2 镜体残余应力分析 |
| 3.4 扭转特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双层梳齿驱动MEMS扫描镜加工与制备 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 核心加工工艺简介 |
| 4.2.1 MEMS刻蚀 |
| 4.2.2 薄膜沉积 |
| 4.2.3 键合、封装工艺 |
| 4.3 双层梳齿驱动MEMS扫描镜工艺流程设计与版图设计 |
| 4.3.1 工艺流程设计 |
| 4.3.2 掩膜版版图设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）介质开工热交换器管板结构强度分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外热交换器相关研究 |
| 1.2.1 热交换器国外研究现状 |
| 1.2.2 热交换器国内研究现状 |
| 1.2.3 热交换器数值模拟分析研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究的内容 |
| 2 介质开工热交换器管板结构与应力计算 |
| 2.1 介质开工热交换器工作原理 |
| 2.2 介质开工热交换器主要参数选择及结构特点 |
| 2.2.1 主要设计参数选择 |
| 2.2.2 结构尺寸 |
| 2.2.3 主要受压元件材料 |
| 2.2.4 结构特点 |
| 2.3 介质开工热交换器管板应力计算工况 |
| 2.4 介质开工热交换器管板应力计算 |
| 2.4.1 参数计算 |
| 2.4.2 应力计算及校核 |
| 2.4.3 应力校核结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 介质开工热交换器管板结构有限元应力分析 |
| 3.1 有限元分析方法及ANSYS通用有限元软件简介 |
| 3.2 介质开工热交换器结构多物理场分析的有限元理论 |
| 3.2.1 结构温度场分析的有限元理论 |
| 3.2.2 结构应力场分析的有限元理论 |
| 3.3 介质开工热交换器管板结构有限元模型的建立 |
| 3.3.1 模型简化 |
| 3.3.2 网格单元类型 |
| 3.3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.3.5 温度场分析 |
| 3.4 介质开工热交换器管板结构有限元应力分析 |
| 3.4.1 应力强度评定简介及材料性能 |
| 3.4.2 各组合工况下应力分析 |
| 3.4.3 各组合工况下应力评定 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 介质开工热交换器应力实验 |
| 4.1 实验平台的建立 |
| 4.2 主要设备及型号 |
| 4.3 介质开工热交换器应力实验准备 |
| 4.3.1 液压实验 |
| 4.3.2 操作工况运行实验 |
| 4.4 介质开工热交换器应力实验数据收集及分析 |
| 4.4.1 实验数据收集方法 |
| 4.4.2 实验数据收集及结果分析 |
| 4.5 介质开工热交换器对企业的贡献 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）熔盐蓄热系统安全问题研究及泛（火用）分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要物理理名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 CSP中熔盐应用概况及面临的问题 |
| 1.3 熔盐罐静力强度分析研究现状 |
| 1.3.1 储罐静力强度研究方法 |
| 1.3.2 熔盐储罐结构强度的研究现状 |
| 1.3.3 大型储罐的设计标准 |
| 1.4 熔盐罐热过程分析研究现状 |
| 1.5 高温熔盐腐蚀研究现状 |
| 1.5.1 CSP中硝酸盐的腐蚀机理 |
| 1.5.2 CSP中硝酸盐腐蚀现状 |
| 1.6 熔盐蓄热系统的综合评价方法研究现状 |
| 1.6.1 基于热力学第一定律的热力系统分析评价方法 |
| 1.6.2 基于热力学第二定律的热力系统分析评价方法 |
| 1.7 本文的研究内容 |
| 第二章 大型熔盐罐的设计 |
| 2.1 熔盐罐的设计条件和材料特性 |
| 2.2 大型熔盐罐罐体的设计方法 |
| 2.2.1 大型熔盐罐罐壁的设计方法 |
| 2.2.2 大型熔盐罐罐底设计方法 |
| 2.2.3 大型熔盐罐罐顶的设计方法 |
| 2.2.4 抗风圈的设计方法 |
| 2.3 大型熔盐罐保温结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大型熔盐罐的温度场分析 |
| 3.1 高温熔盐罐温度分布实验研究 |
| 3.1.1 实验装置和过程 |
| 3.1.2 液态冷却阶段罐内温度分布 |
| 3.1.3 相变阶段温度分布 |
| 3.1.4 保温基础的温度分布 |
| 3.1.5 罐体热损失分析 |
| 3.2 大型熔盐储罐温度场数值模拟 |
| 3.2.1 CFD软件的概述 |
| 3.2.2 大型熔盐储罐几何模型的建立与网格划分 |
| 3.2.3 控制方程和求解方法 |
| 3.2.4 初始条件及边界条件 |
| 3.2.5 结果与讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 大型熔盐罐的结构强度分析 |
| 4.1 有限元分析方法及软件简介 |
| 4.2 熔盐罐有限元模型的建立和边界条件 |
| 4.2.1 熔盐罐有限元模型的建立和网格划分 |
| 4.2.2 载荷与边界条件 |
| 4.3 罐体强度计算结果和应力评定 |
| 4.3.1 应力强度的评判依据 |
| 4.3.2 高温熔盐罐有限元分析结果 |
| 4.3.3 低温熔盐罐有限元分析结果 |
| 4.4 不同的设计参数对罐体强度的影响 |
| 4.4.1 边缘板厚度对应力强度的影响 |
| 4.4.2 边缘板外伸长度的影响 |
| 4.4.3 边缘板内伸长度的影响 |
| 4.4.4 大角焊缝对应力强度的影响 |
| 4.5 熔盐罐热应力 |
| 4.5.1 储罐热应力产生的原因及其有限元分析方法 |
| 4.5.2 熔盐罐有限元热应力分析模型 |
| 4.5.3 材料属性的定义 |
| 4.5.4 热应力分析载荷与边界条件 |
| 4.5.5 高温熔盐罐稳态工况下热应力分析结果 |
| 4.5.6 低温熔盐罐稳态工况下热应力分析结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高温熔盐的流动腐蚀研究 |
| 5.1 流动腐蚀实验台 |
| 5.2 熔盐及试片成分介绍 |
| 5.2.1 熔盐材料 |
| 5.2.2 不锈钢试片成分 |
| 5.3 实验过程及处理方法 |
| 5.3.1 实验过程 |
| 5.3.2 数据处理方法 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 不锈钢腐蚀速率 |
| 5.4.2 腐蚀试片后外观检测 |
| 5.4.3 试片腐蚀后的SEM检测 |
| 5.4.4 试片腐蚀后的截面检测 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 带熔盐蓄热的太阳能热发电站泛（火用）分析和评价方法 |
| 6.1 太阳能热发电系统能量及（火用）分析方法 |
| 6.1.1 聚光集热子系统能量分析与（火用）分析 |
| 6.1.2 蓄热子系统能量分析与（火用）分析 |
| 6.1.3 换热发电子系统能量分析与（火用）分析 |
| 6.1.4 整个系统的热效率和（火用）效率 |
| 6.2 太阳能热发电系统的泛（火用）分析 |
| 6.2.1 泛（火用）的概念 |
| 6.2.2 泛（火用）分析法 |
| 6.2.3 泛（火用）的计算方法 |
| 6.2.4 泛（火用）分析法的评价指数 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 太阳能热发电系统模型的选取 |
| 6.3.2 模型能量、（火用）和泛（火用）分析结果 |
| 6.3.3 集热镜场面积对热效率、（火用）效率和泛（火用）利用系数的影响 |
| 6.3.4 聚光比对系统热效率、（火用）效率和泛（火用）利用系数的影响 |
| 6.3.5 蓄热子系统成本对泛（火用）利用系数的影响 |
| 6.3.6 贷款利率对泛（火用）利用系数的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、薄膜应力分析及一些测量结果（论文参考文献）
- [1]船用低温燃料舱应力分析和结构的优化设计[D]. 李星波. 北京石油化工学院, 2021(02)
- [2]1064nm高能激光反射膜的制备及其形变分析[D]. 李阳. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]多波段全介质高反射薄膜的设计与制备[D]. 师云云. 西安工业大学, 2021(02)
- [4]快堆中心测量柱抗热冲击包覆层结构设计研究[D]. 郑澍. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [5]碲镉汞大面阵红外焦平面探测器的可靠性技术研究[D]. 张伟婷. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [6]残余应力下金属材料压痕响应的仿真分析与试验研究[D]. 李莉佳. 吉林大学, 2021
- [7]类金刚石多层薄膜的承载和摩擦学研究[D]. 马卫东. 燕山大学, 2021(01)
- [8]应用于激光雷达的MEMS扫描镜研究[D]. 杜林云. 合肥工业大学, 2021(02)
- [9]介质开工热交换器管板结构强度分析[D]. 秦伟. 西安科技大学, 2020(02)
- [10]熔盐蓄热系统安全问题研究及泛（火用）分析[D]. 张晓明. 北京工业大学, 2020(06)