光敏传感器实验课程改革探索与研究

光敏传感器是一种光信号和电信号转化的传感器,被广泛应用于太阳能电池、硅光电池、硅光电池、CMOS图像传感器等新元件的制造中。各高校是光敏传感器研究人员的主要输出场所,也应当提升认识,不断改进光敏传感器教学,提升教学质量。本文以光敏传感器实验课程的改革与发展为研究重点,针对实际教学提出个人的见解,望能给诸位教育教学工作者带来一定的启发和借鉴。

基于目标驱动测试技术实验教学模式探索与实践

针对热能与动力工程测试技术为实践类课程实验特点,基于目标驱动充分发挥学生主观能动性为教学导向,在教学内容中增加创新实验设计环节,引导学生根据课程内容、实验室条件以及实验任务自主设计实验方案,为学生搭建一个科学研究、培养创新思维、锻炼动手能力的平台。同时建立一套系统的实践教学考核方式,有效的提高了学生的综合实践能力。

含螺栓或钉载并排孔搭接件孔边应力集中分析

为进一步探索工程结构中含螺栓或钉载孔搭接件的应力集中问题,基于有限元计算软件,建立含并排螺栓或钉载孔搭接件结构的局部三维有限元模型,计算双板搭接结构在承受均匀拉力载荷时局部的应力分布情况。分析研究在该状态下搭接件中两并排孔孔边的三维应力集中情况,得出应力集中系数与板的厚度、孔半径、孔间距之间的关系。为验证计算模型的精确性,通过与子模型法的计算结果进行对比。研究发现,板厚度、孔半径与孔间距对应力集中系数比值有明显影响,随着搭接件中板的厚度、孔半径或孔间距的改变,最大应力集中系数值的位置沿厚度方向发生改变。该结果可为当前连接件存在的应力集中问题提供参考依据。

水轮机制动区流动特性分析

从流动规律、涡量的分布情况、导叶面的压力分布及转轮叶片展开面速度矢量变化特性等方面,对水轮机制动区的流动特性进行了深入分析,以期为水轮机的优化设计及稳定运行提供一定的帮助。

基于子问题逼近方法的APDL拱桥优化

APDL优化拱桥结构,在有限元程序环境下建立下承式拱桥的参数化模型,选取设计变量为纵梁厚度、拱圈厚度及吊杆半径,状态变量为最大挠度和最大应力,目标函数为总体积,通过子问题逼近方法进行多变量优化计算。结果表明,满足最大挠度和应力的条件下,各优化变量均达到收敛。纵梁厚度降低约48%,拱圈厚度降低约25%,结构最大应力为220 MPa。优化前后结构的自重明显降低,应力分布更加均匀合理。

球形抗震支座优化设计

通过有限元方法对球形抗震支座进行结构优化设计,在给定位移和力的边界条件下,求得结构的位移及应力响应值,以质量为目标函数,各部件厚度为设计变量,结构最大应力为状态变量进行优化,目标是在质量最小的基础上,使其应力分布更加均匀合理。通过优化设计,不仅改善了支座应力集中状况,同时减轻了结构质量并减少了材料浪费,提高了支座的可靠性和安全性。

不同海拔气体燃料燃烧和水温升特性实验研究

为研究在高海拔地区液化石油气燃料燃烧效率等问题,在海拔1000m至4500m的自然环境中,采用自制液化石油气燃烧试验装置并自行设计两种烧水壶进行实验研究.研究不同海拔、燃气流量、加热时间及水壶类型与沸点、水温升及温升速度之间的关系.结果表明,受海拔因素影响,燃料燃烧效率及热效率降低;海拔与水沸点、加热时间、温升速度及热效率具有对应的线性关系;不同海拔下,水加热时间与水温升之间线性相关;不同海拔地区,研究热水壶类型可以提高热效率.这为进一步提高高海拔地区燃料燃烧效率及热效率利用,居民环境改善具有现实意义.

冲击载荷作用下的结构动态响应

通过圆板在短时强载荷作用下的动态响应分析,用一定的理论分析方法及数值计算来更方便有效的解决工程领域中常遇到的实际问题.根据简支圆板在冲击荷载作用下的动态响应控制方程,通过载荷的等效替换,建立冲击载荷作用下简支圆板的动态响应分析数学模型.考虑一定的边界条件,采用数值计算方法进行数值模拟分析,观察结构上某些关键点的动态响应结果.通过与圆板发生大变形的承载能力对动载情形的最大挠度进行近似估计对比,最终计算结果表明,在不同外部激励作用下,这种计算方法能够满足工程设计要求并有利于工程实际,能对材料安全设计发挥了重要作用.

基于蒙特卡罗方法的4H-SiC(0001)面聚并台阶形貌演化机理

针对SiC外延生长中微观原子动力学过程,建立了一个三维蒙特卡罗模型来研究偏向■或■方向4H-SiC(0001)邻晶面上台阶形貌演化过程,并且利用Burton-Cabera-Frank理论分析了其形成机理.在蒙特卡罗模型中,首先建立了一个计算4H-SiC晶体生长过程的晶格网格,用来确定Si原子和C原子晶格坐标以及联系它们之间的化学键;其次,考虑了原子在台阶面上的吸附、扩散,原子在台阶边上的附着、分离以及传输等过程;最后,为了更加详细地捕捉微观原子在晶体表面的动力学过程信息,该模型把Si原子和C原子分别对待,同时还考虑了能量势垒对吸附原子影响.模拟结果表明:在偏向■方向的4H-SiC(0001)邻晶面,有一个晶胞高度的聚并台阶形貌形成,而对于偏向■方向的邻晶面,出现了半个晶胞高度的聚并台阶形貌,该模拟结果与实验中观察到的结果相符合.最后,利用Burton-Cabera-Frank理论对聚并台阶形貌演化机理进行了讨论.

汽车轮胎与道路接触应力有限元分析

利用有限元软件的接触单元和非线性分析技术,建立汽车轮胎与道路接触的有限元分析模型,研究了在一定胎压、车身自重及一定水平加速度的作用下,轮胎与道路接触的应力及其应变分布情况.研究结果表明:轮胎接地部分接触应力最大,轮胎两侧位移呈对称分布,胎侧下端中部变形最为明显;在轮胎周向,横向变形从轮胎接触部分向胎圈部位逐渐过渡,变形逐渐减小.

基于APDL语言的活塞热应力分析

活塞是发动机的核心,工作环境极其恶劣.活塞顶部直接承受高温燃气作用,容易形成不均匀的温度梯度,产生较大的热应力造成活塞受损,活塞的运行可靠性直接影响发动机的使用寿命.基于ANSYS的APDL语言,建立了活塞有限元模型,应用第三类边界条件施加活塞边界温度和换热系数,对活塞进行温度场和热应力分析,分析计算结果,得到活塞温度场、热流密度和热应力分布规律.结果表明活塞燃烧室边缘温度最高,第一环槽处热流密度最大,活塞环槽处和燃烧室边缘热应力相对较大.为活塞的结构设计和可靠性分析提供了参考.

机械连接中并排孔有限厚度板的应力集中分析

用有限元方法对含等圆孔有限厚度板的三维应力集中进行了分析研究。分析过程中主要考虑板厚、孔间距及孔间耦合对孔边应力集中影响。研究结果表明:有限厚度含孔板的孔间距、板厚对孔边应力集中有明显影响,并存在孔间耦合效应。在该状态下孔的临界距离L/r为2.69,最大应力集中比的临界距离L/r为5.36。这些结论可用于飞机结构、机械装配及其他工程领域当中典型的铆钉、螺栓、销等连接问题。