用于射频滤波器的LN单晶薄膜XBAR的性能研究

基于铌酸锂(LN)薄膜的横向激发体声波谐振器(XBAR)能够兼具大机电耦合系数(K²)和高谐振频率(f)特性，有望满足5G应用的频段要求。然而，常规LN薄膜单层XBAR结构的温度稳定性较差，频率温度系数(TCF)较低。该文提出一种具有SiO₂温度补偿层的SiO₂/LN双层结构XBAR，并建立了精确分析层状结构XBAR的有限元模型。理论分析表明，该双层结构XBAR上激励的主模式是一阶反对称(A1)兰姆波。通过合理优化结构参数配置，能够获得高谐振频率(f~4.75 GHz)和大机电耦合系数(K²~8%)，同时其温度稳定性也得到显著改善(TCF~-36.1×10^-6/℃)，相较于单层XBAR结构提高了近70×10^-6/℃，这为研制温补型高频、大带宽声学滤波器提供了理论基础。     

带下陷的直凸弯边零件回弹补偿及试验验证

为提高飞机钣金零件的成形质量,对带下陷的直凸弯边零件在橡皮囊成形过程中的回弹问题进行研究。对新淬火状态下的2024-W铝合金材料进行单向拉伸试验,获得材料的力学性能参数,为回弹补偿和有限元模拟提供条件;采用CATIA二次开发系统,对带下陷的直凸弯边钣金件的圆角部分和弯边部分两个位置进行回弹补偿,生成准确的回弹补偿模具;采用Pam-stamp 2G有限元模拟软件,对新设计的补偿模具进行有限元数值模拟并进行试验验证,验证了经回弹补偿模块设计带下陷的直凸弯边补偿模具的可行性。结果表明:在成形压力为50 MPa时,零件回弹前后的角度误差为1°,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可信度以及回弹补偿系统的准确性。     

三维石墨烯-碳纳米管/水泥净浆的压敏性能

为了探索三维石墨烯-碳纳米管(G-CNTs)/水泥净浆的压敏性能,采用四电极法研究了荷载作用下GCNTs/水泥净浆的电阻率变化,并分析不同G-CNTs掺量、加载幅度、加载速度以及恒定荷载对电阻率变化的影响。研究表明:随着G-CNTs掺量的增加,电阻率呈先减小后稳定的变化趋势,在G-CNTs掺量由0.2wt%增加至1.6wt%时,电阻率下降51.8%;电阻率与温度呈负相关;G-CNTs掺量高于0.8wt%时可以显著提高水泥净浆的压敏性能,且电阻率变化率与应力应变有明显的对应关系,1.2wt%G-CNTs掺量下试件的应力灵敏系数和应变灵敏系数分别为2.3%/MPa和291;G-CNTs/水泥净浆电阻率变化率幅值随着加载幅度增大而相应增加,其电阻率变化率曲线在不同加载速度以及恒定荷载作用下均与应力-应变曲线一一对应,具有良好的压敏特性。     

一种用于水声材料设计的动态参数测试方法

针对提高水声材料设计中动态参数输入精度的问题，提出了一种复杨氏模量及泊松比准确测试方法。对于复杨氏模量测试，通过将Williams-Landel-Ferry(WLF)方程引入到Havriliak-Negami(H-N)模型中，采用信赖域反射算法对未知参数进行拟合得到材料参数宽频域主曲线。对于泊松比测试，根据同一材料不同形状因子表观杨氏模量之比与泊松比存在唯一量化关系的特性，仅通过两种不同形状因子试样的准静态有限元模拟，获得表观杨氏模量比值与泊松比量化曲线。因此，根据橡胶样品表观杨氏模量测试结果，可以直接利用局部加权回归获得其泊松比。最后，将前述材料制成直径为55 mm、厚度为50 mm的声管样品，放置在水声管中进行吸声系数测试。同时，把橡胶的复杨氏模量和泊松比的测量结果输入到水-橡胶-水分层介质模型中进行吸声系数计算。结果表明两者吻合，验证了上述测试方法的正确性和有效性。     

掺钪AlN材料特性及HBAR器件性能研究

该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器(HBAR),研究了钪(Sc)掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明,当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时,压电应力系数e₃₃增加、刚度 下降,导致Al₁-_xSc_xN压电薄膜的机电耦合系数 从5.6%提升至15.8%,从而使HBAR器件的有效机电耦合系数 提升了3倍。同时,当Sc掺杂摩尔分数达25%时,Al₁-_xSc_xN(x为Sc掺杂摩尔分数)压电薄膜的声速下降13%,声学损耗提高,导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。     

浸渍剂和压紧系数对全膜电容器端部电场分布的影响研究

全膜电容器边缘处的电场畸变是影响电容器元件击穿的重要因素之一.为研究浸渍情况和压紧系数对全膜电容器电场分布的影响,对电容器端部进行建模,通过改变浸渍情况和压紧系数,计算不同参数下电容器端部的电场分布情况,结果表明:未浸渍情况下电场最大值集中在折边处两侧,浸渍情况下场强在折边圆弧处分布较为均匀.同时发现,在浸渍情况下增大压紧系数K可以明显改善全膜电容器端部电场的分布情况.     

凌庄子水厂保水堰流量系数试验

凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算。为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1∶5的模型进行试验研究。在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究。对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分析比较,发现堰板槽降低了实际自由出流过流能力。淹没出流的流量系数主要与下游尾水位有关,试验中形成的淹没式堰流受实际堰型尺寸影响,下游尾水位和堰上水位近似相等,不完全适用已有淹没出流流量公式,通过试验给出了修正淹没系数随h/p的变化关系。结果表明利用堰前、堰后水位初步计算过流流量是可行的,可为该工程提供参考,也可为实际工程中非标准矩形堰的流量计算提供思路。     

变论域模糊PI控制的SVG系统建模与仿真

在变压器的二次侧加入无功补偿装置,是提高配电网功率因数的一种重要措施。以用于变压器二次侧的静止无功发生器(SVG)作为研究对象,在传统PI控制与模糊PI控制对比分析的基础上提出了基于变论域模糊控制的PI控制策略。同时,基于MATLAB平台完成了SVG装置的建模。仿真结果表明,所提出的基于变论域模糊控制的PI控制方法能够快速、无超调地跟踪电压设定值,有效地改善了系统的控制性能和瞬时响应性能,从而提高了SVG系统的补偿精度。     

ATC与PSV对接受机械通气支持的呼吸衰竭患者在自主呼吸实验时通气参数及拔管情况的影响

目的:对比接受机械通气支持治疗的呼吸衰竭患者应用自动导管阻力补偿技术(ATC)与压力支持通气(PSV)对自主呼吸试验(SBT)及拔管情况的影响。方法:选取本院2017年1月-2019年3月收治的100例接受机械通气支持治疗的呼吸衰竭患者作为观察对象,所有患者均符合撤机标准。应用随机数字表法分为ATC组与PSV组,每组50例。ATC组撤机过程中接受ATC治疗,PSV组撤机过程中接受PSV治疗。对比两组撤机过程中SBT通气参数及拔管相关情况。结果:ATC组成功拔管46例,PSV组成功拔管38例,ATC组拔管成功率明显高于PSV组(P<0.05)。在1 h通气过程中,两组呼吸频率(RR)、心率(HR)、收缩压(SBP)及舒张压(DBP)均呈现升高后降低趋势(P<0.05),但两组各时间点RR、HR、SBP及DBP比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。两组SBT的潮气量(VT)、分钟通气量(MV)及浅快呼吸指数(RSBI)比较,差异均无统计学意义(P>0.05);ATC组吸气峰流速(PIFR)、气道峰压(PIP)及呼气达峰容量比(VPEFR/VTE)均低于PSV组,而呼气峰流速(PEFR)高于PSV组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:ATC可在不影响接受机械通气支持治疗的呼吸衰竭患者生命体征的同时,有效提高拔管成功率,并改善患者的SBT结果。