温度循环荷载下花岗岩微裂隙演化试验

花岗岩力学性能随环境温度的变化是岩石力学领域的热点问题,其微细观结构随温度的演化规律尚不清晰。基于现代化测试技术和实验设备设计了等幅值温度循环和峰值递增温度循环荷载,关注其作用下花岗岩微裂隙的衍生和扩展规律,并讨论了风化程度的影响。研究结果表明峰值温度比循环次数对裂隙网络发展的影响更大,峰值递增的温度循环可促进表面裂隙的衍生,而风化在一定程度上可减弱温度荷载的影响。本文研究可促进对温度作用下岩石力学性能演化的认知。

基于温度循环加速退化试验的光纤连接器寿命评估

针对光纤连接器在温度交替变化下寿命评估难的问题,提出一种基于修正Coffin-Manson模型的寿命评估方法。首先,分析了光纤连接器失效模式、机理。接着,开展光纤连接器多个加速应力水平下的温度循环加速退化试验,基于插入损耗加速退化数据建立幂函数退化轨迹模型。然后,结合插入损耗的失效阈值,通过假设检验推导不同加速应力水平下光纤连接器的伪失效寿命。最后,引入修正Coffin-Manson加速模型,进而外推空间环境下光纤连接器寿命。本方法评估的某光纤连接器在实际应力水平下的寿命与实际寿命比较接近,验证了修正Coffin-Manson模型方法对光纤连接器寿命评估的有效性和可行性。

桩顶荷载及温度循环对黄土地基中能量桩承载性状影响研究

为对比分析未经过温度循环的普通桩与能量桩竖向承载变形性状,开展黄土地基中能量桩温度循环试验。模型桩为现浇钢筋混凝土灌注桩,黄土为人工配制重塑黄土。研究结果表明:温度循环弱化黄土地基中能量桩桩身侧阻、增强能量桩桩底端阻,温度循环过程中桩顶工作荷载越大,桩侧阻的弱化作用及桩端阻的增强作用越大,这导致能量桩的竖向抗压承载力比普通桩有明显的提高。另外,根据模型试验结果,通过数据拟合建立桩土界面摩阻力-桩土相对位移及桩端土反力-桩端沉降双曲线函数模型,并确定模型参数,其函数计算结果与试验结果对比表明本文模型能合理反映温度循环及桩顶工作荷载大小对桩基承载力的影响。研究结果可为黄土地区能量桩的安全设计提供一定参考。

TSV阵列在温度循环下的晶格变化对电学性能影响的研究

针对TSV(Through Silicon Via,硅通孔)热机械可靠性较差且其结构特性变化对电学性能影响情况不明的问题,基于一种TSV阵列叉指电极对样品开展了-55~125℃的温度循环试验,测试了温循后阵列电极的电学性能与边界绝缘性能变化,跟踪测试了TSV铜柱的几何尺寸变化,对比分析了试验前后TSV结构的形貌和晶格特性等衍化规律。结果表明,温度循环载荷导致了TSV-Cu晶粒向上生长、铜柱体积变大、微观结构缺陷产生以及电学性能退化;此外,还定量地构建了晶格特性变化对TSV阵列电极电学性能影响的关系架构,具有一定的工程意义。

温度循环和随机振动载荷下堆叠封装焊点可靠性模拟研究

采用有限元模拟研究了堆叠封装(Package on package, PoP)在温度循环和随机振动载荷下的焊点可靠性,包括封装内部的基板堆叠焊点和封装外部的板级互连焊点。通过应力分析定位危险焊点并计算焊点在温度循环下的疲劳寿命。模拟结果表明:在温度循环载荷下,应力主要集中于基板边角处焊点,基板堆叠焊点的疲劳寿命为3 002周次,板级互连焊点的疲劳寿命为1 552周次;在随机振动载荷下,两层焊点的应力值均较低,在50~2 000 Hz的随机振动频率范围内具有较高的可靠性。

温度循环载荷下药柱力学响应与累积损伤分析

针对机载固体火箭发动机在地面贮存和高空极端低温挂载的使用工况,开展了推进剂松弛及蠕变破坏试验获取相关材料参数,并基于热粘弹性本构,采用有限元法计算分析了药柱在温度循环载荷下温度场及力学响应,研究了挂飞时间对药柱温度场和应力应变场的影响规律,确定了某圆管星孔药柱危险点,并基于损伤模型对不同挂飞时间下发动机的失效挂飞次数进行了评估。结果表明,不同挂飞工况下药柱温度场和应变场分布规律相同,挂飞时间超过7 h后,药柱整体达到均匀温度场,此后随着挂飞时间的延长,应变增长幅度减弱;温度循环产生的交变热应力会导致药柱损伤累积,温度变化越快,造成的累积损伤越大,且随着挂飞时间的延长,失效挂飞次数逐渐缩短。

电子组件温度循环中的凝露问题研究

详细地介绍了湿度、露点、呼吸效应等因素及其对凝露现象产生的作用机理。结合某型电子组件的温循试验过程,探讨温循过程中凝露产生的环节和根本原因,并提出了相应的解决措施。结果表明,凝露问题存在于温循过程中,升温阶段组件外表面产生凝露,降温阶段则在组件内部产生凝露。产生凝露现象的根源在于,高湿的空气环境造成较小的凝露温差,温差变化范围很小就会产生凝露现象。通过降低空气相对湿度、减缓降温速率的措施,可有效避免凝露问题的发生。

季节温度循环后CFRP板-混凝土界面承载力模型研究

通过双面剪切试验,研究了-20~60℃的温度循环作用后CFRP板-混凝土界面极限承载力的变化规律。对比分析了未经季节温度循环和经历50、100、150次季节温度循环后材料的宏观力学性能、界面破坏特征和界面极限承载力等变化规律。结果表明:随着季节温度循环次数的增加,环氧树脂胶由于后固化作用,其抗拉强度、抗剪强度及弹性模量升高,伸长率有所降低;季节温度循环次数的增加对混凝土和CFRP板的力学性能影响较小;C30、C50混凝土强度界面破坏形式不同;随着季节温度循环次数的增加,界面极限承载力增加。同时,在Naubauer&Rostasy模型、Chen&Teng模型和陆新征模型的基础上,提出了季节温度循环后界面极限承载力修正模型,结果发现模型计算值与试验值吻合较好。

基于CFD的温度循环试验箱温度场均匀性优化研究

温度循环试验箱由于试验条件的严苛,容易存在温度均匀性不好的现象。为了改善温度循环试验箱的测试区域的温度均匀性,本研究采用先进的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术,结合现代流体力学和传热学理论,建立了试验箱内部温度场的数学模型,并通过对比分析实测数据与模拟结果,揭示了当前设备在温度均匀性方面存在的不足,并提出了改变箱体结构的优化设计方案。实验结果显示,经过优化后的温度循环试验箱,其在测试区域的对流换热更加充分,内部温度场的均匀性得到了显著提升,有效地减少了温度分布的不均匀性,使得各点间的温度差异大幅降低。本文的研究,提高了试验数据的可靠性和精确度,确保了试验结果更好地反映被测样品的真实性能,同时也增强了试验箱整体工作效率和测试质量。

工作荷载下温度循环对桩基变形与应力的影响分析

目前针对工作荷载下温度循环对桩基承载力特性的研究相对较少,基于室内模型试验方法,对饱和砂土中工作荷载下桩体在多次冷热循环作用时的承载特性和传热特性进行研究,测得温度循环作用下桩体和桩周土体温度、桩周水平土压力、桩体应变以及桩顶位移随时间的变化规律。试验结果表明,施加温度循环作用后桩体及桩周土体温度变化不大,桩周水平土压力也能基本恢复到初值,但在桩体内部则会产生较少残余应变,桩顶下沉并随着循环次数的增加不断累积,从而影响结构的整体承载能力。

温度循环条件下固体装药应力及累积损伤研究

为考察外界环境对固体火箭发动机的影响,基于热粘弹性模型,利用有限元方法对其装药进行了温度循环条件下的顺序热应力耦合模拟,给出了温度场和应力场,建立了基于应力的累积损伤模型,研究了其累积损伤及主要影响因素。结果表明,温度循环条件下,装药内部产生交变应力,导致损伤累积。温度转换期间累积损伤增长较快,特别是在高温向低温转换期间,影响最大,并且随着升降温速率的增加,累积损伤显著增加。这为准确评估外界环境对固体火箭发动机的影响提供了参考。

小麦RAPD分析中温度循环参数的优化

为了解决小麦材料 RAPD分析中的重复性差、多态性低等问题 ,对反应中的温度循环参数进行了优化研究。通过比较不同变性时间、复性温度和升温速度等的扩增效果 ,设计出了适于小麦 RAPD分析的 PCR程序 :94℃预变性 5 m in;开始的 5个循环为 94℃ 1min,38℃ 1m in,0 .3℃ / s升温 ,72℃ 2 min;后 40个循环为 94℃ 10 s,38℃ 1min,0 .3℃ / s升温 ,72℃ 2 min;最后 72℃ 5 m in。在后 40个循环中用 1～ 2 s的变性时间 ,则能够有目的地扩增 6 0 0 bp左右及以下片段。利用该程序 ,每条引物检测的位点数平均达 17.6个左右 ,高于一般报道的 1～ 10个。该程序在小麦遗传多样性研究。

冬季工况多次温度循环下微型钢管桩群桩热力响应特性现场试验

能量桩技术具有支撑上部结构和浅层地热能换热器双重作用;作为一种节能减排新技术,近年来获得了一定的发展。依托微型钢管桩加固既有基础托换工程,开展冬季工况多次温度循环下微型钢管桩群桩的热力响应现场试验;实测不同间歇时长情况下桩身温度与应力等变化规律,探讨不同运行模式下的桩基换热性能系数(COP,coefficient of performance)。试验结果表明:文中试验条件下,桩身附加温度应力随循环次数增加而增大,且随间歇时间的延长而减小;桩基COP随循环次数增加而减小,且随间歇时间的延长而增大;附加拉应力未超过设计控制范围、不会导致桩体破坏。

温度循环应力剖面对QFP焊点热疲劳寿命的影响

采用统一型粘塑性Anand本构方程描述了QFP(四方扁平封装)焊点的粘塑性力学行为,利用有限元分析软件建立组装在印制电路板上QFP的有限元模型,通过研究焊点内部总应变范围的变化进而研究温度循环应力剖面各个参数对焊点热疲劳寿命的影响,为设计合理的温度循环应力剖面提供了理论依据。

温度循环条件下粉土质砂的物理力学特征研究

为研究夏季极端高温天气对粉土质砂物理力学性质的影响,以重庆市某边坡土体为研究对象,通过室内试验模拟分析在夏季高温条件下日间暴晒,土温升高;夜间冷却,土温降低的循环过程对粉土质砂的力学特征的影响。试验结果表明:经过多次温度循环作用土样的含水率与密度不断下降;土样内聚力随温度循环次数升高;土样的内摩擦角基本保持稳定,不会随温度循环产生明显变化。当温度循环达到18次以后土样密度下降速度变快,而内聚力达到最大并开始保持稳定。在升温-冷却循环条件下土样抗剪强度增大,这主要是由内聚力增大所导致,因此内聚力是对温度循坏最为敏感的抗剪强度指标。试验结论为进一步研究温度循环对粘性土物理力学特征的影响和极端高温气候条件下的岩土工程设计施工提供重要参考。

电子组件温度循环试验研究

为了使温度循环试验在有效提高电子组件的可靠性方面得以广泛应用,基于温度循环试验的机理,对电子组件温度循环试验的关键参数(温度范围、循环次数、保持时间、温变速率、风速)进行了探讨,给出了这些参数的工程经验选取值。在此基础上,借助热分析软件分析了温变速率、保持时间和风速三个参数对试验过程的影响并定性分析了三个参数间的关系。最后,提出了进行温度循环试验时应注意的问题,强调科学、正确地执行温度循环试验的重要性。

温度循环载荷作用下压装A-IX-II装药的裂纹机理研究

为了研究压装A-Ⅸ-Ⅱ炸药装药对环境温度的适应性,通过-54~71、-15~71、-54~60、-54~55℃四个温度范围的高低温循环试验研究了 1.65、1.70、1.75g/cm3 三种装药密度和Φ60mm×60mm、Φ40mm×40mm两种尺寸的A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱裂纹产生的规律,讨论了高低温循环试验中A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱裂纹形成的机理.通过裂纹出现的位置、钝感剂性质和加载温度范围分析了导致A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱产生裂纹的原因.结果表明,在温度循环载荷下高密度和大尺寸药柱更容易产生裂纹.导致A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱产生裂纹的可能原因有两种：一是在老化过程中钝感剂石蜡/硬脂酸体系液化和局部流失使药柱的结构强度下降;二是热胀冷缩形变产生的应力使药柱结构完整性最终被破坏;同时,基于这两种因素解释了药柱密度和尺寸对裂纹产生的影响.

温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应

“一带一路”规划的高速铁路频繁穿梭于盐质荒漠区,沿线优质不含盐路基填料极其匮乏。为解决粗粒盐渍土填筑高速铁路路基面临的技术难题,结合伊朗德伊高铁建设,以现场粗粒盐渍土路基填料为对象,开展了温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应试验研究。结果表明,每次温度循环后温度波幅值由土层浅表向深层土体衰减传递,土体埋深越浅、恒温时间越长,温度波幅值越大;水盐均匀分布的压实粗粒盐渍土经历多次温度循环后逐渐演化成非均匀分布,水盐向土体表面迁移聚集,越靠近土体表面水盐增量越大;前5次温度循环中压实粗粒盐渍土产生了塑性盐胀或塑性融沉,随着温度循环次数增加,盐渍土塑性盐胀或塑性融沉显著减小甚至消失;盐渍土层上设置非盐渍土层具有迟滞盐分向上迁移和消能减胀作用,粗粒盐渍土构筑高速铁路路基宜采用结构分层技术,非盐渍土层设置厚度一般不宜小于当地温度辐射影响显著深度;粗粒盐渍土路基设计宜考虑多次温度循环后形成的水盐非均质分布及其可能诱发的盐胀与融沉增大效应,路基压实度不宜过高。研究成果将为盐渍土地区高速铁路路基工程建造起到示范参考作用。

用于低温半导体器件筛选的新型温度循环设备

在某些情况下斯特林制冷机采用间歇式工作方式,以延长卫星在太空中的服务年限,因此由斯特林机致冷的低温半导体器件如HgCdTe中长波红外探测器会经受成千上万次从-173℃以下到常温的温度循环,这个过程可能会造成器件的失效.为了研究器件的失效机理和可靠性,帮助筛选器件,本文介绍了一种自制新型的温度循环实验设备,型号TCE-a.经过数千次温度循环,设备满足器件筛选实验要求.

模拟多元热流体采油温度循环、CO2-O2环境中3Cr钢的腐蚀行为

在模拟不同多元热流体采油温度循环条件(100℃×72h→60℃×72h→100℃×72h→60℃×72h,100℃×72h→60℃×72h→100℃×144h,100℃×72h→60℃×216h,分别记为1^#,2^#,3^#方案)、CO2-O2环境中对3Cr钢进行浸泡腐蚀试验,研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物物相组成。结果表明:在1^#和2^#方案下试验钢的腐蚀速率相近,3^#方案下的腐蚀速率最小,较前二者分别下降了15.0%和14.74%;在3种方案下,试验钢表面均存在点蚀坑,其腐蚀产物膜分为两层,内层膜较致密,但存在许多微小的裂纹,外层膜疏松,存在许多孔洞;腐蚀产物均主要由Fe2O3、FeCO3、FeOOH和Cr(OH)3组成。