【摘 要】
：
深空探测环境中电子设备焊点面临极端温度和电场耦合的严峻考验.在-196～150℃极端温度热冲击和1.5×104A/cm2电流密度的耦合载荷下,对Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点的微观组织演变规律和电流拥挤效应进行分析,描述焊点微观组织演变及电阻变化之间的联系.试验结果表明,热冲击前期,阳极处IMC厚度呈抛物线规律增加,其成分为Cu6Sn5;阴极处IMC厚度减小且成分也为Cu6Sn5.随着热冲击次数的增加,电子风力和应力梯度的方向一致的焊点阳极处IMC厚度持续增厚,阴极处界面IMC不断消融;当二者方向相反时
【机 构】
：
哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨150001;中国长城工业集团有限公司 北京 100089;北京航天长城卫星导航科技有限公司 北京 100089
论文部分内容阅读
深空探测环境中电子设备焊点面临极端温度和电场耦合的严峻考验.在-196～150℃极端温度热冲击和1.5×104A/cm2电流密度的耦合载荷下,对Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点的微观组织演变规律和电流拥挤效应进行分析,描述焊点微观组织演变及电阻变化之间的联系.试验结果表明,热冲击前期,阳极处IMC厚度呈抛物线规律增加,其成分为Cu6Sn5;阴极处IMC厚度减小且成分也为Cu6Sn5.随着热冲击次数的增加,电子风力和应力梯度的方向一致的焊点阳极处IMC厚度持续增厚,阴极处界面IMC不断消融;当二者方向相反时,焊点阳极处界面IMC厚度开始减薄,阴极处界面IMC厚度明显增加,焊点电阻有所增加,且在焊点的电流输入端还出现了电流集中效应.此外,双层IMC之间贯穿焊点的疲劳裂纹导致了焊点失效,焊点的电阻值达到无穷大.
其他文献
锆合金被广泛应用于反应堆的燃料管包壳材料,当服役过程中锆合金的力学性能改变时,对其力学性能完整性的评估至关重要.基于小尺寸三点弯曲试样,建立锆合金薄板焊缝的断裂韧度测试方法,完成腐蚀渗氢后锆合金焊缝在室温和360℃下准静态断裂韧度试验,分析氢腐蚀和温度对锆合金焊缝断裂性能的影响.研究结果表明,氢腐蚀和温度均能对锆合金焊缝断裂性能产生显著影响,由于高温条件下聚集在裂尖附近的氢化物溶解,使得360℃下锆合金渗氢焊缝断裂韧度较室温下的断裂韧度有显著提升.
摩擦纳米发电机的发明为人们在能量收集领域开辟了新道路.固-液摩擦纳米发电机是基于固-液界面摩擦起电与静电感应效应耦合的发电装置,因其制造简单、成本低、能有效地收集多种形式的低频率水能,使其在摩擦纳米发电机中占有重要的地位.详述了固-液界面的起电机理,概括了固-液摩擦纳米发电机的典型结构和工作模式.分析了液体、固体摩擦材料的特性对摩擦纳米发电机输出性能的影响,介绍了常用的提高摩擦发电性能的微纳制造方法.综述了一系列固-液摩擦纳米发电机在自驱动型传感器和微机械自供电系统中的应用.总结了固-液摩擦纳米发电机目前
楔形锁紧螺母是一种应用广泛的防松结构,但是当前关于楔形螺纹连接的扭拉关系理论分析和拧紧特性因素分析的研究成果匮乏,导致楔形锁紧螺母的安装工艺一直缺少理论指导.首次建立并验证了楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式,并对其拧紧特性进行了影响因素分析.首先考虑楔形螺纹面的复杂几何形状,构建楔形斜面上任意区域的局部坐标系,通过坐标转换获得了任意楔形区域的平面方程、切向和法向矢量,在此基础上建立楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式;然后建立精确的楔形螺纹连接有限元模型,仿真了实际的拧紧过程,通过改变不同的摩擦系
针对带有从动轮的蛇形机器人,考虑实际结构中从动轮在蛇形机器人关节连杆上的安装位置,建立蛇形机器人蜿蜒运动的动力学模型.提出一种库伦-粘滞混合摩擦力模型,整体的库伦摩擦力特性和临界点处的粘滞摩擦力特性,避免了库伦摩擦力模型本身的非光滑性,以提高动力学模型的求解效率与计算稳定性.基于改进的动力学与摩擦力模型,利用摩擦系数比来表征法向与切向摩擦力的各向异性程度,通过对蜿蜒运动的仿真分析,讨论了摩擦系数比对前向运动速度与推进效率的影响规律,并对运动过程中蛇形机器人各个关节模块的速度和摩擦力变化进行了分析,明确了蛇
基于电场、磁场、温度场和流场的多物理作用,建立电弧与熔池耦合的等离子弧焊接模型,揭示小孔型模式的焊接熔池形成机制.计算结果表明电弧热流密度和压力均呈现高斯分布形式,并且压力作用范围比热作用范围小一半.发现焊接熔池形成过程具有明显的阶段性,前期增长较快,后期增速变缓,增速下降60％以上.等离子弧受到电磁力压缩作用,能量密度集中,电弧区的电磁力比熔池区高2个数量级.受电弧压力和Marangoni力、曳力等共同作用,熔池底部和顶部边缘分别出现对称分布的环流,熔池横截面逐渐形成“倒喇叭”状的焊缝.进行焊接试验,计
作为航空发动机的关键部件之一,传动系统的工作性能直接决定整机的运行状态与可靠性.传动系统的支承轴承因工作环境恶劣,在其工作过程中极易出现早期失效故障.针对某航空发动机传动系统支承球轴承台架试验中出现早期失效的问题,采用有限元方法,建立了多点支撑柔性传动系统动力学模型,分析了转速和轴承游隙对系统各支承轴承的动态载荷与弹性变形的影响规律,确定了支承轴承发生失效的位置及其原因;采用Lundberg和Palmgre的疲劳寿命计算方法,基于多点支撑柔性传动系统动力学模型获得的轴承内部动态载荷,计算了台架系统中出现早
四轮轮毂电机驱动电动汽车各轮驱动力矩独立可控,可通过控制前轴左右两轮的力矩差实现前轮转向.以四轮轮毂电机驱动智能电动汽车为研究对象,针对线控转向系统执行机构失效时的轨迹跟踪和横摆稳定性协同控制问题,提出一种基于差动转向与直接横摆力矩协同的容错控制方法.该方法采用分层控制架构,上层控制器首先基于时变线性模型预测控制方法求解期望前轮转角和附加横摆力矩,然后考虑转向执行机构建模不确定性以及路面干扰,设计基于滑模变结构控制的前轮转角跟踪控制策略.下层控制器以轮胎负荷率最小化为目标,利用有效集法实现四轮转矩优化分配
焊接效率低和焊接缺陷多是回填式搅拌摩擦点焊(Refill friction stir spot welding,Refill FSSW)工业化应用的主要瓶颈问题.分别采用加工有螺纹和凹槽的套筒对6022和7075异种铝合金进行Refill FSSW试验.结果表明,与加工有螺纹的套筒(传统式Refill FSSW)相比,采用加工有凹槽的套筒(改进式Refill FSSW)进行焊接时,在套筒下方形成了材料充分混合的楔形结构.采用加工有螺纹的套筒,通过快速插入的方式(快插式Refill FSSW)可提高材料在板
考虑粗糙表面影响因素的齿轮齿根处应力集中系数计算是齿轮弯曲疲劳寿命精准预估的难题,以磨削喷丸后的直齿轮为研究对象,研究粗糙表面下的齿根应力与应力集中计算问题.采用白光干涉仪Wyko NT9100对磨削喷丸齿根粗糙表面进行测量,得到粗糙表面形貌数据,基于空间坐标变换原理,使用Python对有限元软件进行二次开发,通过调整齿根细化网格节点坐标实现了齿根表面粗糙形貌的添加工作,建立了齿根过渡曲面三维粗糙表面有限元模型并进行仿真分析.通过数值计算得到三维粗糙表面参数下的齿根应力分布与应力集中系数,对粗糙表面参数与
基于端齿连接结构在预紧力作用下的受力与变形关系,提出了一种考虑端齿预紧的新型中心拉杆-转子-叶片耦合系统动力学分析模型.首先通过铁木辛柯梁理论和哈密顿变分原理,推导了耦合系统的动力学方程;然后采用抗弯刚度修正模型,将端齿预紧的接触界面效应计入到耦合系统动力学模型中,并采用有限元模型结果验证了模型的正确性;在此基础上,分析了预紧力对耦合系统临界转速和不平衡响应的影响规律.研究结果表明在预紧松弛情况下,因为端齿连接结构抗弯刚度的降低,使耦合系统的临界转速大幅降低.而对于不平衡响应而言,耦合系统的响应幅值随预紧