一种沟槽-场限环复合终端结构的设计

为了改善硅功率器件击穿电压性能以及改善IGBT电流的流动方向,提出了一种沟槽-场限环复合终端结构。分别在主结处引入浮空多晶硅沟槽,在场限环的左侧引入带介质的沟槽,沟槽右侧与场限环左侧横向扩展界面刚好交接。结果表明,这一结构改善了IGBT主结电流丝分布,将一部分电流路径改为纵向流动,改变了碰撞电离路径,在提高主结电势的同时也提高器件终端结构的可靠性;带介质槽的场限环结构进一步缩短了终端长度,其横纵耗尽比为3.79,较传统设计的场限环结构横纵耗尽比减少了1.48%,硅片利用率提高,进而减小芯片面积,节约制造成本。此方法在场限环终端设计中非常有效。

沟槽负斜角终端结构的耐压机理与击穿特性分析

对常用的场限环(FLR)和正、负斜角终端结构的耐压机理进行了简要分析,讨论了其结构参数的优化方法。基于GTR台面终端结构,在功率M O SFET中引入了一种类似的沟槽负斜角终端结构。利用ISE软件对其耐压机理和击穿特性进行了模拟与分析。结果表明,采用沟槽负斜角终端结构会使功率M O SFET的耐压达到其平行平面结击穿电压的92.6%,而所占的终端尺寸仅为场限环的80%。

地下连续墙黏性土夹砂层槽壁稳定性分析

为了探讨地下连续墙黏性土夹砂层泥浆槽壁局部稳定性问题,建立稳定性分析力学模型,对槽壁夹砂层土体单元应力状态进行分析。基于朗肯极限平衡原理,提出泥浆槽壁局部稳定性系数计算方法。通过算例分析可知:(1)开挖将导致槽壁夹砂层土体单元产生负孔隙水压力,局部稳定性系数将会随负孔隙水压力的消散逐渐降低。(2)局部稳定性系数随相关因素的变化规律:地面超载每增大10 kPa,稳定性系数降低7%左右;泥浆重度每增大0.5 kN/m^3,稳定性系数提高13%左右;有效内摩擦角每增大3°,稳定性系数提高11.5%左右;局部稳定性系数随地下水位埋深的增大而增大,但增幅逐渐减小;随泥浆液面深度的增大而减小,且降幅逐渐增大。

水库冰盖在升温膨胀下的极限破坏

以黑龙江省红旗泡水库冰盖极限破坏过程的现场观测和模拟试验结果为依据,分析了破冰槽限制冰压力的力学机理,论证了冰盖的变形破坏过程,通过简化的计算模型得到了冰盖的极限破坏力。分析结果表明,传统的破冰槽可使1 m厚的冰盖极值冰压力至少降低40%。

无砟轨道路基上拱偏移整治措施

我国西北地区一高速铁路无砟轨道路基发生上拱变形、路基涵洞过渡段发生膨胀,影响线路的正常运营。本文对现场情况进行调查和变形、地温监测,并通过室内试验对路基填料、地基土中易溶盐含量及其膨胀性进行分析。结果表明,硫酸盐侵蚀水泥改良填料形成钙矾石是导致该段路基上拱的主要原因。据此提出了应力释放槽、混凝土限位墩2种整治措施。经实施,减小路基偏差和上拱位移的效果较好。

地下墙浅表泥浆槽壁的稳定分析——坍体底面涉及地表时的泥浆临界相对密度

对考虑了土拱效应的地下墙泥浆槽壁稳定分析的坍体，导出了坍底涉及地表面情形下的极限平衡方程式，给出了坍体底斜面临界倾角αｆ和护壁泥浆临界相对密度ｄｆｍａｘ数值解的斐波那契（Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ）黄金值搜索算法及其相应的步骤。数值分析表明，浅表槽壁稳定的地表超载存在一个临界值，并相应地给出了这一临界值的计算公式。

地下墙护壁泥浆临界相对密度的迭代解──坍底涉及地下水面而未及地表面

给出了地下墙泥浆槽壁坍体底斜面涉及地下水面而未及地表面情形下的坍体极限平衡方程式和物理意义明确的转换式，导出了最危险状态的坍底面临界倾角和相应的极限平衡状态的护壁泥浆临界相对密度的迭代解公式及实用的近似求解方法，并给出了判别坍底临界倾斜面是否涉及地表的充分必要条件和简化的充分条件。

基于“8悬臂梁-质量块”结构的新颖x轴音叉式硅微机械陀螺

设计、制作并测试了一种新颖的x轴音叉式微机械陀螺,它以"8悬臂梁-质量块"结构来实现Coriolis力的检测,与常见的单层弹性梁-质量块结构相比,具有更好的模态稳定性;大质量块与薄弹性梁的结构设计有助于获得低机械噪声与高灵敏度.采用体硅微机械加工工艺在(111)硅晶圆上试制了基于"8悬臂梁-质量块"结构的微陀螺,由于在(111)晶向上硅的湿法腐蚀速率极其缓慢,而用氧化硅填充的限制槽限定侧向腐蚀范围,因此这套工艺能对双层弹性梁的结构尺寸进行精确控制,获得较小的模态失配.在大气环境中,该陀螺具有±200°/s的量程,角速度灵敏度为0.15mV/(°/s),分辨率约为0.1°/s.

一种沟槽型场限环VDMOSFET终端结构

场限环结构以其简单的工艺和较高的效率,在垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管终端结构中得到广泛应用,但其性能的提高也有限制。沟槽型终端结构对刻蚀工艺要求较高,并未在实际生产中得到大量应用。将场限环终端结构与沟槽终端结构相结合,设计了一种沟槽型场限环终端,在149.7μm的有效终端长度上实现了708V的仿真击穿电压。此结构可以得到较大的结深,硅体内部高电场区距离表面较远,硅表面电场仅为1.83E5V/cm,具有较高的可靠性。同时,工艺中只增加了沟槽刻蚀和斜离子里注入,没有增加额外的掩膜。

地下连续墙成槽施工槽壁整体稳定性分析

地下连续墙槽壁稳定是确保成槽安全及成槽质量的关键前提,为从理论上分析其整体失稳机制,建立了槽壁整体破坏滑动体模型,基于土体相关联流动法则及塑性极限破坏理论,采用极限平衡分析法,得到槽壁整体失稳的最小泥浆重度及安全系数计算方法,并从安全系数角度对比分析两种计算方法的参数敏感性,最后结合工程实例对两种泥浆重度计算方法进行对比分析和验证。研究结果表明:本文方法相较于常用方法更适用于黏土地层槽壁稳定性分析,且安全系数主要受槽段长度、泥浆重度、土体内摩擦角及泥浆水液面相对高差影响。实际成槽泥浆重度介于理论计算的控制范围之内,理论分析得到现场超声波检测验证,其结果可为今后地下连续墙成槽施工提供理论参考。

超深地连墙成槽富水软弱层局部失稳理论研究

地下连续墙成槽施工穿越富水软弱地层容易诱发软弱地层局部失稳,为从理论上分析其局部失稳机制,构建了局部失稳受力模型。模型中考虑了上覆荷载、地层剪切强度和地下水渗流等影响因素,对理论模型进行了极限平衡分析,得到槽壁局部失稳的极限支护压力和最低泥浆液面高度。开展参数敏感性分析,研究地连墙尺寸、地层厚度、强度和渗透特性对富水软弱层稳定性的影响,结果表明极限支护压力主要受槽段长度、软弱层强度和覆土层厚度影响,软弱层中承压水渗流对支护压力影响较小。用理论模型对苏州某超深地连墙工程进行了案例分析,现场监测与研究结果吻合较好,表明理论模型能够较好应用于类似工程中,可以对可能发生的局部失稳进行有效预测。

地下连续墙成槽施工泥浆重度计算方法研究

针对富水地层地下连续墙成槽施工泥浆重度设计计算方法问题,建立槽壁整体稳定性极限平衡分析力学模型,推导得到保证地下连续墙槽壁整体稳定的成槽施工泥浆最小重度计算公式,并进行实例验证和分析。研究结果表明:所建立的基于槽壁整体稳定的地下连续墙成槽施工泥浆重度设计计算方法是可靠的,同时,为确保成槽质量,实际工程应用过程中,泥浆重度理论计算结果的安全系数取1.3~1.5较为合适。

系杆拱梁端挖槽后拱脚及横向限位装置受力分析

集大原高速铁路144 m下承式尼尔森体系简支系杆拱桥,为减小桥墩预偏心和不平衡弯矩,拟在梁端挖槽9.80 m×0.95 m,24 m简支梁伸入槽内。针对挖槽后的拱脚、横向限位装置与混凝土结合作用进行局部应力研究。分析表明,可以通过拱脚挖槽方式优化下部结构;端横梁截面突变位置主拉应力显著增加,应力超标可通过梁端上下缘分别设置两束横向预应力解决;挖槽后横向限位装置距离梁端仅剩10 cm,建立限位装置与混凝土结合有限元模型计算,在地震水平力作用下,在螺杆与混凝土接触面2倍套筒直径、深度10 cm范围内,静态主压应力严重超限,水平钢板外凸变形明显,需保证螺杆至梁端净距不小于套筒直径,加强螺杆周围的抗剪钢筋和箍筋设置,限制限位钢板与梁底的相対位移。

关于明挖隧道闭合框架结构挠度验算的设计思考

随着北京城市副中心的推进建设,地下道路的修建快速发展。以北京城市副中心东六环隧道为工程背景,在弹性地基梁理论基础上,采用MIDAS Gen/Civil计算软件建立二维及三维荷载-结构法模型,对明挖闭合框架结构采用不同规范依据时挠度验算结果进行了对比分析研究,分析结果表明:采用不同规范进行挠度验算时,明挖隧道结构尺寸设计将不尽相同,文章认为采用《混凝土结构设计规范》进行结构设计更为合理,并提出挠度控制的建议,可为相似明挖隧道工程提供有效借鉴。