等齿数平行轴外啮合同向传动齿轮的啮合传动分析

一种新型同向传动齿轮——平行轴外啮合同向传动齿轮的啮合传动原理.不同于传统齿轮,所研究的平行轴外啮合同向传动齿轮只需要2个齿轮就可以实现同向传动.采用机械原理分析方法对等齿数同向传动齿轮的正确啮合条件和连续传动条件进行了推导,并计算了重合度,最后给出同向传动齿轮的无侧隙啮合方程.研究结果表明平行轴外啮合同向传动齿轮可以实现同向传动.     

微槽冷却热沉结构尺寸的优化设计

以热阻和压降作为2个目标函数建立了微槽冷却热沉的多目标优化模型,采用序列二次规划(SQP)方法对微槽的结构尺寸进行了优化设计。优化结果表明:微槽冷却热沉的结构形状对传热性能有很大的影响,与三角形和梯形结构相比,矩形微槽结构的传热效率更高。给出了2种加权系数情况下的优化尺寸,相应的微槽宽度分别为130μm和120μm,槽栅的宽度分别为176μm和350μm,微槽的高度分别为640μm和1000μm,相应的热阻分别为0.4857K/W和0.5094 K/W。对以上得到的优化结构的微槽冷却热沉的流体流动和传热进行了数值模拟,得到芯片的最高温度分别为358.34 K和361.52 K,完全可以满足工作芯片对温度的要求。     

基于数值模拟的矩形微槽热沉流道的优化设计

为了提高矩形微槽热沉的散热性能,首先利用热阻网络模型对数值方法进行验证;然后分别对斜槽开度u为0.2 mm时不同形式的流道进行数值模拟,找到最优的开槽方式;再以双排叉槽的斜槽开度u为设计变量,以热阻与泵功率为优化目标分别利用多项式回归与径向基函数进行代理模型的构建,通过精度分析,利用多目标遗传算法对径向基函数模型进行寻优,最后利用熵权TOPSIS法进行优化方案的选取。结果表明:泵功率随着斜槽开度的增大而逐渐降低,而热阻随着斜槽开度的增大先减小后增大。优化后槽道的斜槽开度u为0.3213 mm,与不开斜槽的矩形直槽道相比热阻与泵功率分别降低了26.62%与19.62%。     

非平衡分子动力学模拟晶体薄膜热导率

利用非平衡分子动力学(NEMD)模拟方法计算了氩晶体薄膜的热导率.当薄膜厚度达到微纳米量级时,热传导过程产生非Fourier效应,计算热导率的Fourier公式已不再适用,故采用松弛时间近似的Catta-neo方程求解热导率.计算结果表明,当薄膜尺寸达到微纳米量级时,热导率是温度的非线性函数.     

钢纤维混凝土路面板结构温度场一种近似计算

利用Norsett近似计算公式求解了钢纤维混凝土路面板结构的温度场，文中没有考虑路面的表面换热系数及路表温度的变化，并将所得公式编程计算．计算结果表明钢纤维混凝土路面板结构的温度在其横截面沿厚度方向呈非线性分布．     

粗糙元对矩形微通道内层流流动的影响

以带三角形、矩形、梯形、半圆形壁面粗糙元的矩形微通道为研究对象,通过数值模拟研究分析了粗糙元段压降、努塞尔数以及热源器件接触面上的温度。结果表明,三角形粗糙元间距为0.3mm的矩形微通道内的散热性能较好,与光滑矩形微通道相比,热源器件接触面上的温度可以降低10.41%。     

陶瓷球栅阵列封装热致疲劳寿命分析

建立改进的整体与局部(global/local)相结合的有限元模型,并用模型对FF1152(1152-Ball Flip-Chip Fine-Pitch BGA)中的复合焊点用有限元软件MARC进行应力应变以及塑性功累积分析,确定了最危险焊点位置;同时根据以上分析结果,采用Darveaux等人提出的塑性能量累积方程,在循环温度0～100 ℃的加速失效条件下,预测危险焊点的热疲劳寿命,所得结果与国外相关文献数据相一致.首次利用Nastran软件的优化功能和手动拟合相结合的方法确定等效焊点的等效参数,与真实焊点的比较结果显示,等效的结果总体误差为3.01%,表明改进的三维有限元模型是非常准确而有效的分析模型,并可以用来方便地分析不同类型的SMT封装.     

基于热阻网络模型的硅基微槽热沉多目标优化设计

微槽热沉具有传热效率高、可靠性强的优点,可用于对微尺度高热流密度电子元件进行冷却。为满足其性能需求和控制成本,在对微槽热沉进行设计时需要对其传热能力和流动阻力同时进行优化。传统研究采用的热阻网络模型较为简单,不能很好地反映热阻和流动阻力对微槽道截面形状拓扑变化的响应,且其优化对象通常为既定截面的形状尺寸。为此提出一种基于离散化方法的单层硅基微槽热沉热阻网络模型,将热沉鳍片细分为厚度较小的微元,根据微元热阻对微元宽度的响应及微元热阻对整体热阻的贡献来描述微槽道的整体热阻。以微泵输出功率为优化边界条件,压降和热阻为优化目标,通过SQP（sequential quadratic programming,序列二次规划）方法对层流状态下四边形等截面硅基微槽热沉进行尺寸优化,利用CFD（computational fluid dynamics,计算流体动力学）对优化结果进行模拟和验证。结果表明,当鳍片高度较低时,鳍片截面形状为矩形,随着鳍高增加,截面形状有向三角形发展的趋势。在设计区间内,微槽道截面为梯形、鳍片截面为三角形时传热效率与压降相对占优。用边界点法和理想点法优化模型求得微槽道高度、鳍底宽、槽底宽、槽顶宽的优化结果分别为500,50,64.5,114.5 μm和500,50,50,100 μm。该方法能根据设计需求调整评价函数,同时计算结果具有重要工程意义,为微槽热沉设计人员提供参考。     

常压高速水雾喷射淬火的冷却能力研究

在常压下将氮气和雾化水混合成不同比例的混合物以不同压力高速喷射对低合金刃具钢9SiCr进行淬火,测定混合物喷射淬火时的连续冷却曲线.研究结果表明,氮气-雾化水混合物淬火一方面可以提高淬火介质冷却效果,另一方面能够减小试件的变形和残余应力,是一种比较理想的淬火介质,同时具有气淬和水淬的综合效果.研究结果还表明,当氮气与雾化水的混合比不变时,随着气体压力的增加,混合物的冷却性能提高,冷却速率增加,冷却到室温的时间变短.在相同的压力下,随着氮气与雾化水的混合比增加,混合物的冷却性能也逐渐增加,冷却速率变快,冷却到室温的时间变短.     

高热流密度芯片冷却用微槽道冷却热沉有限元模拟

对高热流密度芯片的冷却要求进行了分析,采用有限元方法对微槽道冷却热沉的传热性能进行了数值模拟.模拟结果表明,当芯片热流密度为1.28×106W/m2时,在给定边界条件下,芯片的最高温度为369.936K,因此微槽道冷却热沉完全可以满足高热流芯片对温度的要求.