摘要:作为模块化多电平换流器(MMC)的核心功率器件,绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块的故障机理研究与状态监测技术对于保证运行可靠性具有重要意义。IGBT模块劣化引起的工作参数畸变、内部结构异常将严重影响模块化多电平换流器(MMC)的工作性能。目前,关于IGBT模块状态监测的综述较多,但缺少对MMC中IGBT模块状态监测的相关综述。首先,分析MMC的结构特点和工作原理;然后,针对功率模块型和压装型IGBT的故障机理,对IGBT模块的状态监测技术进行总结,并对MMC子模块中IGBT模块的状态监测方法进行补充分析;最后,针对当前研究中存在的不足,结合目前的研究现状,提出了柔性直流输电系统中IGBT模块状态监测与评估的研究方向。本研究得到湖南省科技厅重点研发计划项目(No. 2021GK2020)资助。关键词:柔性直流输电;MMC;IGBT模块;故障机理;状态监测
摘要:锂离子电池是一种绿色环保的储能元件,因其能量密度高、循环性能好而成为储能的首选。锂离子电池在充放电循环过程中会发生不可逆过程,造成电池容量的不断衰减,最终导致电池失效,准确的剩余使用寿命(RUL)预测技术对储能元件的安全使用和维护具有重要意义。本文综述了国内外储能元件RUL预测方法的研究进展。首先明确储能元件的失效机理,然后总结以锂离子电池为代表的储能元件RUL预测方法;其次,分析了基于卡尔曼滤波和粒子滤波的数据-模型融合方法在锂离子电池RUL预测中的应用,并讨论了储能元件RUL预测面临的问题及未来的研究展望。
期刊出版物 [1] MAA Roslin、N Ab Razak、NA Alang、N Sazali,(2023 年)。“低周疲劳载荷下 P91 钢的数值模拟”,《失效分析与预防杂志》,1-9。 [2] IU Ferdous、NA Alang、J Alias、AH Ahmad、S Mohd Nadzir,(2022 年)。“缺口约束影响下 91 级钢的断裂寿命和失效机理”,《失效分析与预防杂志》,1-14 [3] J Alias、NA Alang、AH Ahmad、NA Razak,(2022 年)。“碳钢管法兰部件的失效分析”,《失效分析与预防杂志》,1-7 [4] N Ab Razak、SNA Rosli、NA Alang,(2022 年)。 “用于预测未焊接和焊接 P91 钢的蠕变寿命的 Larson Miller 参数”,国际综合工程杂志 14 (8), 101-111
航空发动机压气机的设计重点是巡航飞行阶段的性能。当发动机运行状态偏离设计状态时,压气机需要将气流保持在限制范围内并防止失速和喘振的系统 [13]。为了确保这一点,有效的方法之一是引入 VBV 系统,该系统已广泛应用于现代大涵道比涡扇发动机,大多位于助推器出口处。对于 VBV 以能量利用效率换取助推器喘振裕度而言,VBV 位置控制功能既影响发动机性能也影响发动机安全性。因此,该功能应体现发动机性能和安全性之间的平衡。如果 VBV 位置控制功能执行不正确,将影响发动机性能和发动机安全性。尽管如此,VBV 位置控制功能应满足 FAR33 中规定的最低安全要求。因此,本文仅研究安全系数的方法是合理的。航空发动机在瞬态过程中的失效机理非常复杂,这使得航空发动机的安全性分析很难完成。VBV位置控制功能失效将通过发动机重匹配过程影响整个发动机,而发动机重匹配过程受发动机非线性方程控制。经验,
摘要:电子封装产品在使用过程中,焊点在温度循环作用下发生热疲劳,对电子产品的性能和焊点的可靠性有显著的影响。本文对微电子封装焊点热疲劳失效机理、热疲劳过程的组织变化、对焊点疲劳寿命的影响因素以及热疲劳寿命的仿真分析与预测进行了综述。研究表明,在交变温度循环的高温阶段,焊点发生不均匀粗化,导致疲劳裂纹的产生。但焊料厚度和高温阶段的保持时间对热疲劳影响不显著。随着循环次数的增加,粗化区和IMC层不断增厚,裂纹沿金属间化合物(IMC)层与粗化区界面萌生并扩展,最终导致焊点失效。对于含铅和无铅焊料,含铅焊料表现出更快的疲劳裂纹扩展速率,并以穿晶方式扩展。温度和频率对焊点热疲劳寿命的影响程度不同,焊点的疲劳寿命可以通过多种方法和模拟裂纹轨迹进行预测,也可以通过使用统一的本构模型和有限元分析进行预测。
将研究重点放在高能量密度二次电池的探索上。锂金属阳极 (LMA) 被认为是下一代锂离子电池 (LIB) 有前途的替代阳极。2锂金属被称为“圣杯”阳极,具有 3,860 mA hg 1 的极高容量、低密度 (0.59 g cm 3) 和低电化学电位,导致令人印象深刻的重量和体积能量密度。第一代锂金属电池 (LMB) 可以追溯到 20 世纪 70 年代,当时 Whittingham 提出使用锂作为阳极,使用 TiS 2 作为阴极。3虽然 Li8TiS 2 电池表现出优异的能量密度和倍率性能,但不受控制的锂沉积会引发热失控和安全隐患。因此,对锂金属基二次电池的研究陷入停滞。随着表征技术的发展和对高能量密度器件的需求不断增长,人们提出了对锂金属负极失效机理和相关改进的全面理解。例如,Zhang 等人报道,枝晶会通过降低自热温度 (T 1) 来加速 Li 8 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 软包电池中的热失控。4
摘要:随着微电子封装与集成化的快速发展,封装结构中微焊点在冲击载荷作用下的失效风险日益受到关注。然而,由于尺寸减小和接头结构的演变,基于铜柱的微凸块接头的失效机理和可靠性性能很少能借鉴现有的板级焊点研究成果。本研究针对芯片上芯片 (CoC) 堆叠互连的微凸块接头的开裂行为,对 CoC 测试样品进行反复跌落试验以揭示裂纹形貌。研究发现,导致微凸块失效的裂纹首先在金属间化合物 (IMC) 层与焊料的界面处萌生,沿界面扩展一定长度,然后偏转到焊料基体中。为进一步探究裂纹扩展机理,采用围线积分法计算了IMC与焊料界面处裂纹尖端的应力强度因子(SIF),定量分析了焊料厚度和裂纹长度的影响,并与裂纹偏转准则相结合。将SIF与焊料-Ni界面和焊料基体的断裂韧性相结合,建立了裂纹偏离原始扩展路径的准则,可用于预测裂纹偏转的临界裂纹长度和偏转角。最后,通过板级跌落试验验证了焊料厚度与主裂纹临界偏转长度和偏转角之间的关系,并简要讨论了焊料基体中晶粒结构对实际失效寿命的影响。
第七届复合材料疲劳与断裂研讨会于 1997 年 5 月 7—8 日在密苏里州圣路易斯举行。此次研讨会由 ASTM 复合材料委员会 D-30 和 ASTM 疲劳与断裂委员会 E-8 主办。研讨会的主要目的是为复合材料疲劳与断裂新进展提供一个展示和讨论的平台。特别要求提交描述复合材料技术以下领域实验和分析研究的论文:失效机理、无损评估、环境影响、预测方法、测试方法开发和影响。五个分会场共计展示 21 篇论文。会议由 NASA 兰利研究中心的 AT Nettles 和 MK Cvitkovich、Alient Tech Systems 的 D. Cohen、美国陆军导弹司令部的 JE Patterson、阿拉巴马大学亨茨维尔分校的 MD Lansing、南伊利诺伊大学卡本代尔分校的 T. Chu 和 MERL 的 RH Martin 主持。在研讨会期间,TK O'Brien 被授予 Wayne Stinchcomb 纪念奖。根据研讨会期间的演讲评估结果,MK Cvitkovich 被授予研讨会最佳论文演讲奖。复合材料用于许多商业、军事和航空航天结构。这些应用大多涉及循环载荷、异物冲击或热机械载荷。优化这些结构的设计需要全面表征复合材料对各种载荷情景的响应。经济有效的表征涉及分离特定感兴趣现象的测试方法和可以将测试方法结果与实际结构行为相关联的模型的组合。本卷中的论文讨论了复合材料疲劳和断裂行为的许多重要方面。本卷中的论文分为疲劳和断裂、环境考虑、影响和展望部分。这些论文包括关于聚合物、金属和陶瓷基复合材料的论文。疲劳和断裂部分包含与微观结构效应、损伤、预测工具和测试方法开发有关的论文。环境考虑部分重点关注温度和其他环境因素对复合结构长期耐久性的影响。冲击部分论文讨论了冲击响应、损伤形成以及使用 NDE 技术作为预测工具。最后,展望部分提供了复合材料的艺术视角。