基于球形静力触探的嘉兴海域软黏土强度特性研究

针对海上风力机基础设计中的软黏土强度评价问题,通过在浙江嘉兴海域开展球形静力触探试验和室内试验,标定得到适合中国浙江嘉兴海域淤泥质粉质黏土的球形静力触探因子N_(ball)。采用固结快剪试验结果标定得到的N_(ball),DS范围为6.70~14.91,总平均值为10.58,标准值为10.91;采用三轴UU试验结果标定得到的N_(ball),UU范围为7.75~23.75,总平均值为17.44,标准值为19.03。采用标定得到的N_(ball)值可较好地解译嘉兴海域软黏土的强度,建议采用三轴UU试验结果标定得到的N_(ball),UU的标准值19.03作为强度下限值解译参数,采用固结快剪试验得到的N_(ball),DS的标准值10.91作为最优强度(中值)解译参数。

深水水下测试树球阀剪切连续油管性能分析

为研究不同工况、不同结构参数对于深水水下测试树球阀剪切连续油管性能的影响,采用有限元分析软件建立剪切分析模型,对不同工况下剪切过程进行数值模拟,并与试验对比验证分析模型的准确性;结果显示,有限元模型结果与试验结果相对偏差小于5%;油管剪切过程中会出现2个剪切力矩峰值,通过分析不同工况下2个峰值变化规律,发现油管承受拉力越大、球阀剪切速度越小、球阀外径越小剪切过程所需剪切力越小,剪切性能越好。研究结果表明:得到的剪切模型及不同工况下剪切力变化规律,可为水下测试树的设计选型及现场应用提供指导及参考意义。

vf-BGA封装焊球热疲劳可靠性的研究

采用有限元分析方法对 vf- BGA焊球的热疲劳特性进行了模拟 .通过扫描电镜 (SEM)对温度循环试验后焊球金属间化合物 (IMC)层和剪切强度试验后的断裂面进行了形貌、结构和组分的观察及分析 .实验和模拟结果表明 :热疲劳负载下焊球的剪切疲劳强度 ,受到焊球塑性应变能量的积累和分布以及金属间化合物层的厚度和微结构变化导致的界面脆性等因素的影响 .使用

PDC钻头材料表面泥质岩屑粘附性能试验研究

钻头泥包的本质是泥质岩屑的粘附。为研究各因素对PDC钻头材料表面泥质岩屑粘附性能的影响规律,基于直剪切试验方法,将粘附力作为粘附性能评价指标,进行了泥质岩屑粘附性能试验研究。试验结果表明,在其他条件不变的情况下,粘附力随泥质岩屑含水体积分数的变化呈抛物线规律,在含水体积分数为30%左右时粘附力达到最大值;与以高岭石为主要粘土矿物的泥质岩屑相比,以蒙脱石为主要粘土矿物的泥质岩屑的粘附性更强;泥质岩屑的粘附力与颗粒尺寸成反比;与合金钢相比,泥质岩屑在铸造碳化钨表面的粘附力是在其表面的1.5倍;水作为粘附介质时,粘附力最大,油作为粘附介质时,粘附力最小,在水中添加体积分数为6%的KCl后,粘附力变小,但仍大于油作为粘附介质时的粘附力。

离心机中球形贯入仪贯入黏土特性

目前球形全流贯入被仪广泛应用于岩土离心试验中,以表征软弱黏土土样的抗剪性能。然而,在离心加速度作用下离心机试验中的球贯入仪比现场使用的标准球贯入仪有更大的加载杆与球的面积比a、更大的等效原型直径以及不一样的球-土摩擦系数,从而使得离心机球体会出现不一样的贯入特性,进而导致不一样的土体抗剪承载力校验系数。通过大变形有限元(large deformation finite element,简称LDFE)方法对中国常见离心机球形贯入仪贯入单层黏土进行分析,获得不同几何尺寸和摩擦系数下球形贯入仪的贯入特性。计算结果通过与有关解析解以及其他前人研究结论的对比分析,验证了有限元分析结果的合理性。通过大量参数分析表明,球摩擦系数对空腔的临界深度以及深层破坏深度的影响较小,面积比a对浅层和深层承载力系数以及达到深层破坏深度有显著的影响。根据数值模拟的结果,提出了不同面积比和摩擦系数下的极限间隙深度Hc、浅层和深层临界破坏模式深度Hd、不同摩擦系数和面积比情况下的深层承载力系数和浅层承载力校准系数的计算公式,从而能获得更精确的土体抗剪强度,为离心机中球形贯入仪的应用提供了理论依据。

堆叠封装中不同直径铅锡焊球的剪切性能

铅锡(63Sn37Pb)焊球由于其优异的热机械性能,目前仍普遍应用于航天等领域。随着高集成度三维(3D)堆叠封装的广泛应用,焊球的剪切性能成为影响封装器件可靠性的关键因素。通过焊球剪切试验以及失效分析,结合焊球剪切试验有限元模拟,研究了单个铅锡焊球的剪切性能,对比分析了焊球的弹塑性模型和Anand粘塑性模型,在仿真分析中考虑了温度对剪切曲线的影响。研究结果表明,焊球剪切强度随焊球直径的增加而减小,随剪切速率的升高和剪切高度的降低而增大;焊球剪切后的失效模式主要表现为焊料断裂;Anand粘塑性模型比弹塑性模型更接近试验结果。该研究结果可为3D堆叠封装中铅锡焊球设计和有限元模型选择提供有益参考。

WLCSP焊球直径对其剪切强度和失效模式的影响

为满足电子设备不断小型化与多功能化的需要,圆片级芯片尺寸封装(WLCSP)芯片上焊球的尺寸不断缩小,焊球直径达100μm。选用100,150,200,250和300μm SAC(SnAg-Cu)5种不同尺寸焊球的WLCSP芯片样品,经历相同的回流历程,对不同尺寸单个焊球进行剪切实验,从而得到焊球剪切强度和失效模式,抛光截面并测量了焊球金属间化合物(IMC)层的厚度。研究发现,随着焊球直径减小,IMC层厚度呈线性下降,经过回流历程后,IMC厚度随焊球直径增大而增厚,过薄和过厚的IMC层都减弱焊球剪切强度。经过回流后,界面断裂成为主要的断裂模式。

剪切推球测试条件对Au球焊点推球结果的影响

Au引线键合是电子封装中应用广泛的芯片互连技术,剪切推球测试是评价引线键合球焊点质量和完整性的主要方法之一。利用未热老化和热老化不同时间的Au球键合试样,通过试验和数值模拟研究了推球高度和推球速度对推球值和推球失效界面形貌的影响。

激光植球焊点剪切强度研究及断裂途径分析

为提高激光植球焊点的可靠性,研究了不同工艺参数对激光植球焊点剪切强度的影响,分析了不同剪切情况下焊点的断裂途径。实验材料为SAC焊球,直径为500μm,以Au-Ni/P-Cu为基底,通过激光植球机进行焊点的制备。通过正交试验及极差、方差分析法发现激光功率对焊点剪切强度影响最大,推断出工艺参数的最优组合。通过改变剪切参数,用电子显微镜(SEM)对焊点的断裂面进行观察,分析其断裂途径,发现降低剪切高度及加快剪切速度均会使焊点的断裂途径发生变化,焊点由完全的韧性断裂向脆性断裂转变。本研究可为提高激光植球过程中焊点的强度及不同外界条件下器件的使用提供一定参考。