国家自然科学基金(51175085)
- 作品数：22 被引量：53H指数：4
- 相关作者：高诚辉黄健萌潘伶赖联锋任志英更多>>
- 相关机构：福州大学宁德师范学院清华大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金福建省自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：机械工程一般工业技术理学交通运输工程更多>>
- 考虑氧化作用的CMP接触去除模型分析被引量：1
- 2016年
- 针对目前大多数化学机械抛光(CMP)材料去除模型没有考虑到氧化薄膜作用的现象,提出一种考虑氧化后的芯片与磨粒之间的接触模型,该模型的建立基于接触力学理论和接触微凸体由弹性变形向弹塑性变形及最终向完全塑性变形的转化过程,并将该模型与传统的塑性去除模型进行了对比分析。结果表明:低压CMP精抛过程中,磨粒在外载荷的作用与氧化后的芯片表面发生接触去除,且随着工作载荷的增大,芯片表面的压痕深度、卸载回弹量、最大应力和材料去除量也随之增大;当载荷为1200-4250n N时,芯片弹塑性接触去除率小于传统理想塑性接触去除率;当载荷约为1650n N时,相对误差达到最大值28%。因此,氧化后的芯片与磨粒并非简单的塑性去除,考虑氧化后的芯片去除将更有利于后续精确地统计实际CMP去除率,为进一步优化CMP工艺提供一定的理论基础。
- 蔡攀攀林有希任志英林春生
- 关键词：化学机械抛光弹塑性工作载荷
- 考虑双电层力时微纳间隙动压润滑边界滑移研究被引量：1
- 2016年
- 采用原子力显微镜对微纳米间隙下硅基片与纯角鲨烷液体固-液接触面的边界滑移进行试验研究,同时考虑固-液接触面处双电层力,拟合Si O2小球与固体试样的表面电荷密度以及角鲨烷流体动压力。结果表明,在不考虑小球重力、惯性力及分子间作用力的情况下,小球在垂直趋近固体试样的过程中主要受力为双电层力及流体动压力,在低速时,双电层力占主导地位;在角鲨烷液体环境中,探针趋近硅基片的过程中,双电层力表现为引力,且其大小与趋近速度无关;在试验的趋近速度范围内,Si(100)表面与角鲨烷的接触面均会产生边界滑移,且滑移长度随着速度的增大而升高。
- 蔡发达潘伶杜华高诚辉王巍琦
- 关键词：原子力显微镜边界滑移
- 双粗糙面滑动过程考虑黏着时的摩擦学性能分析被引量：4
- 2014年
- 建立了二维双粗糙体分形表面的接触模型,在固定滑动速度工况下考虑材料的磨损失效,针对是否考虑接触过程中的黏着因素,动态探讨了粗糙体在滑动过程中的摩擦磨损变化情况。运用有限元方法对滑动过程的摩擦磨损进行模拟仿真,得出考虑黏着因素的界面剪切强度τ=σy/3(σy为材料的屈服应力)时的摩擦因数平均值为0.48;对滑动过程是否考虑黏着因素的磨损率及振动情况进行分析比较,引入快速傅里叶函数对摩擦振动进行变换得到功率谱,结果发现,考虑黏着因素的情况下,相应的磨损率较大,功率谱低频成分较多,振动相对比较平缓,所需要的能量也相应比较大。将模拟仿真结果与实验进行比较,验证了模拟仿真的合理性,也加深了对摩擦磨损过程物理图像的理解。
- 赖联锋高诚辉黄健萌
- 关键词：FASTFOURIER
- 液体润滑剂的黏度对边界滑移影响的实验研究被引量：6
- 2015年
- 为了了解微纳米间隙中流体的流动特性,采用原子力显微镜对微纳米间隙中的固体和液体边界滑移进行了实验研究,主要研究了液体润滑剂的黏度对边界滑移的影响。实验中采用的固体样品为SiO2,液体样品为两种不同黏度的季戊四醇油酸酯,分子式为C77H140O8,黏度分别为32mm2/s和150mm2/s。采用相对速度法对实验数据进行了处理,结果表明,不同黏度的季戊四醇油酸酯和SiO2表面作用时都会发生边界滑移,黏度大,产生的滑移大。其原因是,随着黏度升高,邻近固体表面的液体分子与和固体表面相接触的液体分子之间的剪切力增大,可更加容易地克服固液界面间的作用力,更加容易产生边界滑移。
- 高诚辉杜华王巍琦潘伶
- 关键词：原子力显微镜边界滑移黏度
- 双粗糙面滑动摩擦过程应力与应变分析被引量：3
- 2012年
- 建立了具有分形特征的二维双粗糙表面滑动接触模型,考虑材料的弹塑性变形及滑动过程中损伤失效,运用有限元方法动态探讨相嵌微凸体在滑动过程中应力与应变的变化情况。结果显示不同位置的等效塑性应变沿深度的变化规律不同,最大等效塑性应变量发生在摩擦次表层的某一深度处;随着塑性应变的增大,导致材料表层下微观裂纹的萌生,在外载荷持续作用下,表面一定深度处存在着一交错的剪切应力区,这一应力区阻止了裂纹沿深度方向扩展,但却促使了裂纹沿平行于摩擦表面方向的延伸裂纹扩展乃至发生断裂。
- 赖联锋高诚辉黄健萌
- 关键词：剪切应力
- 盘式制动器热力耦合分析的研究进展被引量：8
- 2013年
- 制动器摩擦副的温度/应力场耦合分析计算是制动器设计的重要内容和选择摩擦副材料的重要理论依据.首先对实心盘式制动器和通风盘式制动器做了一定的比较,然后在广泛查阅文献的基础上详述了实心盘式制动器和通风盘式制动器热力耦合分析的研究现状,最后对盘式制动器热力耦合在今后的研究中的问题做了综述.
- 黄健萌高会凯
- 关键词：热力耦合
- 粗糙体变形特性对接触过程的应力与应变的影响被引量：4
- 2012年
- 运用W-M函数生成分形粗糙表面,建立一个新的双粗糙体接触模型,采用有限元方法模拟仿真了在粗糙体不同变形特性条件下的接触过程,并分析了接触表面的应力分布及不同接触位置的塑性应变随深度的变化规律.结果表明双粗糙接触表面的应力主要集中在个别的较高微凸体上,其应力最大值出现在微凸体肩部区域的位置;等效塑性应变在不同位置沿深度的变化,呈现出不同的规律,微凸体顶部区域沿深度方向的最大等效塑性应变均发生在次表层.材料表层下的塑性应变将会导致材料表层中的夹杂或微观缺陷周围萌生微孔和裂纹源.对比不同变形特性的模型,得出弹塑性-刚体模型的最大应力及应变值都大于弹塑性-弹塑性模型.
- 赖联锋高诚辉黄健萌
- 关键词：应力
- 双粗糙面滑动摩擦热力耦合有限元分析被引量：2
- 2014年
- 建立了双粗糙分形表面滑动摩擦的热力耦合模型,综合考虑了随温度变化的材料性能、材料的弹塑性变形及摩擦副的磨损失效等因素,以摩擦材料的性能参数及设定的材料损伤参数为实例对双粗糙分形表面滑动摩擦全过程的温度场、应力场及磨损进行了数值模拟,分析得到了滑动摩擦过程中摩擦界面最高接触温度、接触应力的分布、磨损率及其变化规律,实现了对双粗糙面摩擦磨损情况的模拟及预测。
- 骆华荣高诚辉
- 关键词：有限元分析热力耦合磨损
- 抛光过程游离单颗磨粒与光学元件间滚动摩擦接触分析被引量：4
- 2015年
- 针对游离单颗磨粒与光学元件滚动接触过程中摩擦、磨损机理分析的不足及如何有效控制滚动单颗磨粒对光学元件亚表面损伤的影响等问题,基于滚动接触理论,提出了一种具有分形特征表面的单颗磨粒与光学元件双粗糙面间的摩擦、磨损接触模型,并运用有限元仿真分析微观动态滚动的接触过程.通过对不同剪切强度下接触力、接触应力、磨粒角度及其对亚表面损伤的影响等分析,发现随着剪切强度的增强,磨粒与光学元件表面接触界面间的摩擦系数将减小,最佳的磨粒角度为105°～120°,并且分形特征的单颗磨粒对亚表面损伤的影响要大于球形特征单颗磨粒,这说明了研究分形特征游离单颗磨粒滚动接触的必要性和重要性,为更加深刻了解滚动接触过程的摩擦机理提供了借鉴意义.
- 陈为平高诚辉任志英林春生
- 关键词：有限元分析
- 列车制动闸片接触界面接触压力分布研究被引量：3
- 2013年
- 以列车盘式制动器为研究对象,建立一个三维瞬态热-结构耦合模型,利用有限元软件ABAQUS非线性多物理场耦合方法,数值模拟了制动过程,发现制动闸片上的温度场和接触应力场在接触界面呈不均匀分布,并且在每个闸块上二者存在着相互耦合的关系,温度高的区域由于热变形大、接触面积小,导致接触压力较高。此外,接触压力在制动过程中的变化还与摩擦力、减速移动热源有关。
- 陆超高诚辉黄健萌
- 关键词：接触压力盘式制动器温度场
