50805055水下单、双层加筋圆柱壳结构振动与辐射噪声关系机理研究

由于结构振动与辐射噪声之间存在着非单调关系，本项目根据水下单、双层加筋圆柱壳结构表面有限个振动传感器信号，采用解析法、有限元/边界元法、试验技术对结构速度场进行重构和辐射噪声评估，从机理上建立结构振动与声辐射之间的关系。主要研究内容： ① 单层加筋圆柱壳振动与辐射噪声关系研究 a、结构振动模态与声辐射模态的关系研究。b、单层壳结构振动测量值与辐射声压和辐射声功率的关系研究。 ② 双层加筋圆柱壳振动与辐射噪声关系研究 a、结构振动模态与声辐射模态的关系研究。b、双层壳内、外壳振动关系研究。 c、双层壳振动测量值与辐射声压和辐射声功率的关系研究。 ③ 单、双层加筋圆柱壳模型水中振动和声辐射试验 a、设计试验模型，制定试验方案b、模型水中振动和声辐射验证试验。该项目研究成果可为在建造过程中对潜艇噪声的评估与控制、传感器的优化布置以及安静型潜艇的设计与建造提供理论依据，具有重要的工程和军事意义。

50805056基于细微观尺度的铸件热应力场双向耦合模拟

铸件热应力场数值模拟是铸造CAE技术中的重要组成部分，其难度在于如何提高模拟的准确度和可信度。对于铸件凝固过程的准固态区，目前因其力学模型还不完全清楚，模拟难度更大。本项目拟基于流变学理论，建立起铸造流变学模型，得到准固态区精确通用的本构方程；并从细微观尺度（从毫米到微米），采用热－力双向耦合方法，对铸件的整个凝固过程进行热应力场数值模拟。放弃铸件自始至终属小变形的假设，对变形量引起网格畸变区域，进行网格重新划分；研究热裂判据，构造裂纹形成模式，寻找内应力释放的处理方法；将铸件和铸型（芯）作为整个系统参与计算，减少约束条件的假设和简化；利用动态应力测试和残余应力测试实验结果，进一步完善数学模型。本项目采用的细微观尺度的双向热－力耦合模拟，将大幅提高铸件热应力场模拟结果的准确度和可信度，以及铸件热应力场模拟技术的实用性，具有重要的理论意义和实用价值。

50805057基于机床刚度特性的大型复杂曲面多轴数控加工运动规划

多轴数控机床的动态特性存在较强的非线性和各向异性，这种特性成为影响多轴数控加工精度、表面质量和效率的主要因素。必须深入研究多轴数控动态特性与运动规划之间的内在关系，建立新的运动规划理论和方法，以满足大型复杂曲面类零件对高速多轴数控加工的迫切需求。本项目提出了基于机床刚度特性的大型复杂曲面多轴数控加工运动规划方法，采用点传递矩阵方法快速建立机床动刚度模型，以面向加工的刚度性能指标评价任意控制点的多轴机床刚度性能，建立刚度映射图，用于多轴加工运动轨迹规划。点传递矩阵方法采用了局部柔度矩阵集成总柔度矩阵的叠加形式形成综合柔（刚）度矩阵，较传统的动力学建模方法而言，计算效率高，与有限元法计算精度相当。面向加工的刚度性能指标可定量地评价任意加工位置的多轴机床刚度性能，刚度映射图可直观地反映局部和全部加工区域的刚度性能指标的分布规律，指导加工编程人员进行多轴加工运动轨迹规划。

50805058基于无线传感器/执行器网络的产品驱动的混流生产线自治控制

多品种混流生产使制造系统的复杂性和动态性大大增加，需要其控制系统的任务调度层和设备控制层都具有足够的柔性、自适应性和健壮性，适应变化和扰动频繁的生产环境。本项目针对上述需求，研究基于无线传感器/执行器网络的产品驱动的混流生产线自治控制，其中无线传感器/执行器网络技术将混流生产线中的产品、设备及各种资源视作相应节点，赋予其信息收集、处理、通信、决策和执行能力。各个产品节点不仅能够通过无线通信获取局部制造环境信息，还能够根据这些信息做出决策，确定后续的加工过程和路径，实现自治的任务分配与调度；然后通过与设备节点、资源节点之间的协同实现对应工位的控制逻辑重构，完成生产准备，进行加工。生产线的整个加工过程由多个产品驱动的局部自治控制过程构成的，具有自组织和容扰能力，能够充分发挥混流生产的优势和效率。上述方法将在实验室和企业中进行测试和验证，一方面验证其科学性和正确性，另一方面展示其应用前景。

50805059一种多功能高流量/电压比的电渗流芯片机理研究和模型实验

微流控系统是微机电、生物、化学、医学等领域多学科交叉研究前沿课题之一。电渗流是微流控系统最重要的流体驱动技术之一。项目拟采用"调控双电层"技术，提出一种具有液体驱动和混合双重功能的高"流量/电压比"电渗流芯片。项目采用数值分析、模型实验、Micro PIV手段对电渗流芯片工作机理进行系统研究。内容：（1）调控双电层固壁面Zeta电位势形成机理，以及电渗流量，液体混合效率随调控电场的变化特性。（2）研究高"流量/电压比"电渗流芯片的几何形状尺度，电解质溶液特性，电极设置(包括电极形状大小位置，电极绝缘层)，调控电压，工作电压等参数对电渗流量的影响关系。（3）采用流体动力学计算方法（CFD技术）研究新型电渗流芯片流动特性，寻求最小流动阻力的芯片几何形状，最佳电极设置方案， 以较低的电压，获取可能最大流量和最佳的液体混合效率。这项研究对我国研发高性能微流控芯片有重要的科学意义。

50805060超细凸点芯片ACF键合多物理场耦合过程建模、仿真与控制

研究热、力、流体等物理场耦合作用下超薄芯片倒装键合界面精确形成理论和多物理量协同控制方法。主要包括：1）将二相流模型、欧拉多相流模型以及粘性流场建模方法引入ACF（各向异性导电胶）微流动过程建模，建立ACF在热压固化前的流动特性模型和导电颗粒的概率分布模型，为ACF键合过程精确分析提供仿真模型；2）研究凸点几何形状参数对凸点捕捉导电颗粒的影响，提出超密间距凸点几何形状最优化设计准则，解决超密间距凸点芯片封装模块接触电阻不稳定难题；3）揭示多物理场耦合作用下ACF互连界面精确形成机理，提出ACF互连界面形成中热、力、流体等物理量的协同控制方法，提高超薄封装模块ACF互连界面的性能和可靠性；4）结合典型的高密度芯片ACF键合设备应用，开发ACF键合工艺参数优化逆向推理系统。为超密间距凸点芯片ACF倒装键合工艺参数综合优化控制以及高性能键合界面实现提供重要的方法和技术支撑。

1面向三维集成器件封装的无焊料高密度通孔垂直互连技术研究

三维集成封装能明显减小互连线长度和封装面积，降低功耗，提高芯片集成度，是一种新兴的电子封装技术，具有显著的优点和广阔的发展前景。传统三维集成封装一般先在圆片上制备垂直通孔，将其导电化后利用焊料凸点与其他圆片键合完成互连，难以达到高密度通孔三维集成封装的要求。因此本项目提出先在圆片上制备绝缘通孔，在不采用焊料的情况下,利用等离子活化直接键合工艺与其他圆片键合，再对通孔进行导电化的互连技术，以此实现高密度互连三维封装。本项目将着重研究微观尺度下等离子活化直接键合过程的界面行为、键合表面微观形貌对键合的影响以及键合过程的多参数作用规律；以此为理论基础，优化键合工艺参数，探索通孔互连新工艺新方法，为高密度通孔垂直互连提供优秀的键合技术。本项目的研究工作，将为解决高密度通孔互连三维集成封装中的难题提供理论基础和技术支持，对新一代IC、MEMS制造技术的发展具有重要意义。

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