1 新疆大学 电气工程学院，乌鲁木齐 830047
2 新疆极端环境电子学重点实验室，中国科学院 新疆理化技术研究所，乌鲁木齐 830011
3 中国科学院 近代物理研究所，兰州 730000
4 西安交通大学 核科学与技术学院，西安 710049
PREF装置是中国科学院新疆理化技术研究所与近代物理研究所联合设计建造的10～60 MeV质子同步加速器，属于国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。针对该装置的扫描磁铁电源输出电流频率200 Hz、跟踪误差小于≤±5×10−3的技术要求，采用三组H桥串联拓扑方案，通过移相控制，基于脉宽调制实现技术要求。经仿真与测试结果表明：电源能够输出峰-峰值为±420 A，幅值与频率均连续可调的高精度三角波电流，满足工程应用要求。
扫描磁铁电源 跟踪误差 三组H桥串联 移相控制 脉宽调制 scanning magnet power supply tracking error three stage H-bridge series phase shift control pulse width modulation 强激光与粒子束
2024, 36(3): 034002
1 宁波大学 机械工程与力学学院 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室， 浙江宁波352
2 浙江大学 机械工程学院 浙江省先进制造技术重点实验室，浙江杭州31007
针对微操作与微装配任务对多维大范围精密定位运动的需求，采用粘滑驱动原理并结合压电柔顺机构设计二自由度、大行程、无耦合并联定位平台。利用桥式机构对内置压电驱动器进行位移放大，并与复合解耦结构配合构成二维柔顺驱动机构。交叉滚柱导轨则连接移动台与驱动机构，并通过预紧螺钉调整接触摩擦力，进而获得良好的粘滑运动特性。采用有限元法建立定位平台的静力学模型，并对位移放大倍数、应力和固有频率进行仿真分析。最后，搭建实验测试系统验证定位平台的输出性能。实验结果表明：在扫描驱动模式下，驱动电压为150 V时，平台x和y向的输出位移分别为63.84 μm和62.61 μm，耦合比为0.52%和0.59%，分辨率为6.5 nm和7.2 nm；在步进驱动模式下，驱动电压为120 V时，平台在x和y向的单步位移分别为47.31 μm和47.20 μm，耦合比为0.69%和0.73%，x正向、x反向、y正向和y反向的运动分辨率分别为0.49，0.47，0.47和0.42 μm，最大垂直负载为50 N，设计的压电粘滑定位平台满足所需性能要求。
压电驱动 桥式机构 粘滑运动 定位平台 piezoelectric actuation bridge mechanism stick-slip motion positioning platform
纳雍维马石拱桥与简支梁新桥水平方向呈41°斜交，全长为68 m，从新桥第5跨下28.5 m穿过，距新桥4#立柱仅0.8 m。为确保紧邻既有桥梁顺利的爆破拆除，采用原地缓冲塌落控制爆破技术来确保紧邻既有桥梁安全。根据石拱桥自身结构特点，爆破拆除石拱桥对周围环境的破坏，尤其是对4#立柱和墩基础的危害，我们进行了爆破和塌落振动分析，工程中采取了喇叭型爆破切口、上移东西拱脚爆破切口至第二腹拱、增加靠近4#立柱破碎切口、采用起爆网路时差“由西向东、由南向北”顺序，调整靠近4#立柱炮孔抵抗线、各个爆破切口采用不同的炸药单耗等方法，来实现石拱桥爆破拆除有向南倾倒的趋势的同时，满足塌落体最小化以及减小爆破对周围环境的影响，并利用渣石和软土堆码缓冲减振堤、搭设防护排架等安全防护措施，确保了石拱桥爆破拆除的可靠性和安全性。利用塌落振动公式计算新桥4#立柱对应桥面振动速度为3.9～5.2 cm/s，与测振仪测得该点最大振动速度3.879 cm/s相近，验证了爆破拆除石拱桥设计思路及相关参数的选取是科学、合理的。爆破拆除取得理想的效果。
石拱桥 爆破拆除 爆破振动 塌落振动 振动危害 喇叭型爆破切口 stone arch bridge blasting demolition blasting vibration collapse vibration vibration hazards horn blasting notch
艳洲电站大桥位于艳洲枢纽工程新建船闸、电站及泄水闸拟建坝址上, 根据工程建设进度安排, 对该桥予以拆除。艳洲电站大桥为双曲拱桥, 桥梁全长180.0 m, 桥面宽8 m, 其地处彭山旅游风景区, 周边有多处名胜古迹、企业厂房, 环境复杂, 与紧临既有电站大坝最近处为8 m, 与电站大坝箱梁桥紧接并共用一个桥台。限于现场作业条件, 最终决定采用爆破拆除工艺。为确保整个桥体可靠倒塌且解体充分、钢筋混凝土分离, 采取抛掷爆破装药炸碎拱肋、拱柱、连梁等构件, 单耗为1.2~1.5 kg/m3。采用加强松动爆破炸毁桥墩, 最大单墩药量为480 kg, 按照左重右轻的原则, 使整桥似骨牌式向右岸方向倒塌。采用孔内延时孔外接力传爆网路, 即孔内雷管采取MS12段, 孔外工业电子雷管并联, 起爆顺序为由左岸向右逐跨、墩起爆, 保证桥体平稳逐跨有序垂直塌落, 且不会对左岸桥台形成挤压冲击。通过在靠近左岸电站、滚水坝沿线100 m水下, 预先敷设漏气PVC, 用空压机向管内打压形成气泡帷幕, 有效减小水击波超压, 从而降低了爆破振动和水击波对周边建(构)筑物的影响。
双曲拱桥 爆破拆除 紧临建筑物 抛掷爆破 气泡帷幕 double-curved arch bridge demolition by blasting adjacent building throwing blasting bubble curtain
1 连云港明达工程爆破有限公司, 连云港 222021
2 常州市苏南爆破拆房有限公司, 常州 213023
针对复杂环境下单塔钢筋混凝土斜拉桥的爆破拆除, 设计了塔柱定向倾倒和主梁原地坍塌的组合拆除方式。中塔柱采用“倒台阶”式切口, 切口高度4 m。下塔柱首先采用机械法预处理形成两个宽1.3 m, 高4 m的窗口以降低其强度, 再布置炮孔进行爆破。主梁与拉索锚固处共设置4处爆破点, 采用松动爆破。孔深大于1.2 m的炮孔采用导爆索分段装药结构, 有效分散了炸药能量。孔外采用导爆管起爆网路, 中塔柱、下塔柱和主梁炸点分为3段起爆。针对桥梁下穿涵洞提出了“刚+柔”复合防护方法。在主梁触地区域设置沙袋减振墙形成柔性防护。同时, 沿涵洞走向布置焊接钢制骨架和橡胶垫层形成刚性防护。采用草帘、竹笆和钢丝网对爆破区域进行覆盖防护。起爆后, 塔柱向预定方向倾倒, 主梁原地坍塌, 分为数段, 再采用机械法处理。取得了良好的爆破效果, 未造成爆破飞石伤害事故, 也未对涵洞等建(构)筑物造成冲击破坏。本工程对单塔斜拉桥的爆破设计, 以及对下穿涵洞的防护措施可以为相似工程提供借鉴经验。
单塔斜拉桥 复合防护方法 控制爆破 钢制骨架防护 倒台阶切口 cable-stayed bridge with single tower composite protection method controlled blasting steel framework protection inverted step cut
1 成都工业学院 材料与环境工程学院,成都 611730
2 西南交通大学 土木工程学院,成都 610031
3 四川省机场集团有限公司,成都 610000
4 四川路桥华东建设有限责任公司,成都 610200
为控制开挖轮廓的成型效果与减弱爆破作用对保留岩体的扰动, 以跨金沙江特大拱桥云南岸约51 m深且一次开挖约20 m深的基坑爆破为工程背景, 主爆孔采用逐孔起爆加强松动爆破设计与施工, 周边孔采用光面爆破设计与施工, 总结了一套适用于深陡拱桥基坑开挖的深孔光面爆破技术, 并对光爆孔内气体作用过程、孔壁膨胀压力和爆破损伤范围进行理论计算与分析。爆破结果表明: 采用深孔光面爆破技术可以形成平整的开挖轮廓面, 相对完整岩体的半孔率可达90%以上, 相对破碎岩体的孔痕保留较少但超欠挖依然可控, 极大地降低了岩壁表面的应力集中; 光面爆破装药段附近不会形成粉碎区, 且保留岩体的最大损伤范围约49 cm, 充分保证了岩壁稳定与施工安全; 光面爆破施工过程中采取台阶底部开挖面缓倾向于临空面、棉质细绳绑扎药卷牵引装药以及每间隔5~7个光爆孔设置孔内起爆雷管与孔外传爆雷管等工程措施以确保爆破的可靠性、安全性及经济性, 取得了良好的社会和经济效益, 同时也对类似工程具有一定的指导和借鉴作用。
拱桥基坑 深孔光面爆破 爆破损伤 arch bridge foundation pit deep hole smooth blasting blasting damage
宁波大学 机械工程与力学学院，浙江 宁波 315211
为了实现大位移行程、无耦合运动的精密定位，设计了一种结构紧凑、工作台面大的x-y-θz三自由度并联压电微动平台。该文首先采用双柔性薄板的柔顺桥式放大机构对微动平台的驱动单元进行了设计，并基于双平行四连杆柔顺机构设计了微动平台的台体，进而获得平台的整体结构。再采用有限元方法对平台的应力、位移放大倍数和模态进行了分析。最后对所设计的微动平台进行实验系统的搭建，并对平台的位移和频率响应特性进行测试。实验结果表明，平台在x方向上的最大输出位移为306.1 μm，耦合率为0.26%；平台在y方向上的最大输出位移为402.3 μm，耦合率为0.14%；在θz方向(即绕z轴)的最大转角为2.72 mrad。平台在x、y、θz方向的位移分辨率分别为10 nm、10 nm、0.1 μrad，固有频率分别为104.1 Hz、130.0 Hz、115.6 Hz。
微动平台 压电驱动 桥式柔顺放大机构 双平行四连杆柔顺机构 micro-positioning stage piezoelectric drive bridge type compliant amplification mechanism double parallel four-link compliant mechanism
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronics and Communication Engineering, SRM University-AP, Andhra Pradesh, India
2 School of Engineering, University of Glasgow, Glasgow G12 8LT, UK
This article reports on the development of a simple two-step lithography process for double barrier quantum well (DBQW) InGaAs/AlAs resonant tunneling diode (RTD) on a semi-insulating indium phosphide (InP) substrate using an air-bridge technology. This approach minimizes processing steps, and therefore the processing time as well as the required resources. It is particularly suited for material qualification of new epitaxial layer designs. A DC performance comparison between the proposed process and the conventional process shows approximately the same results. We expect that this novel technique will aid in the recent and continuing rapid advances in RTD technology.
air-bridge indium phosphide microfabrication resonant tunneling diode Journal of Semiconductors
2023, 44(11): 114101
在半桥栅驱电路中，低压域PWM控制信号需要通过电平位移电路来转换成高边浮动电压域的PWM控制信号，从而打开或关断上桥臂功率管。浮动电源轨的快速浮动会带来dV/dt噪声，影响电平位移电路信号传输的可靠性。文章在电平位移电路中分别设计了防止误关断辅助电路和防止误开启辅助电路。防止误关断辅助电路在上桥臂开启状态下检测到dV/dt噪声后，能够使电平位移电路的输出保持高电平状态，防止上桥臂功率管被误关断；防止误开启辅助电路在上桥臂关断状态下检测到dV/dt噪声后，能够使电平位移电路的输出保持低电平状态，防止上桥臂功率管被误开启。基于0.18 μm BCD工艺进行仿真验证，所设计的电平位移电路开通传输延时仅为1.2 ns，具备100 V/ns的dV/dt噪声抑制能力。
电平位移电路 栅极驱动 半桥驱动 dV/dt噪声抑制 level shifter gate driver half-bridge driver dV/dt slewing immunity
吉林大学 电子科学与工程学院，集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
基于岛⁃桥结构的可拉伸发光器件阵列是当前实现可拉伸显示器的重要方案之一，受到广泛关注。本文汇总了过去十几年中关于岛⁃桥结构可拉伸发光器件阵列的相关研究内容，对各个器件的性能和特点进行综述。围绕器件的拉伸性、机械稳定性和显示质量等核心问题，重点介绍了发光单元之间可拉伸导线（互连桥）的形状设计与材料选择方案，并对已报道的高像素密度集成策略、阵列拉伸应变分布优化策略和阵列像素密度因拉伸度增大而降低问题的解决方案进行了总结。目前，基于岛⁃桥结构的可拉伸发光显示阵列研究还处于初级阶段，器件的设计、制备和实现高性能还面临许多挑战，本综述旨在通过对当前研究的总结，为推动可拉伸显示器的发展做出一些贡献。
发光器件 可拉伸 岛-桥结构 light-emitting device stretchable island-bridge structure
