Low-cycle fatigue behavior of Sn-Ag, Sn-Ag-Cu, and Sn-Ag-Cu-Bi lead-free solders

Low-cycle fatigue (LCF) tests on as-cast Sn-3.5Ag, Sn-3Ag-0.5Cu, Sn-3Ag-0.5Cu-1Bi, and Sn-3Ag-0.5Cu-3Bi solders was carried out using a noncontact strain-controlled system at 20°C with a constant frequency of 0.1 Hz. The addition of Cu does not significantly affect the fatigue life of eutectic Sn-Ag solder. However, the fatigue life was significantly reduced with the addition of Bi. The LCF behavior of all solders followed the Coffin-Manson relationship. The fatigue life of the present solders is dominated by the fracture ductility and can be described by the ductility-modified Coffin-Manson’s relationship. Steps at the boundaries of dendrite phases were the initiation sites for microcracks for Sn-3.5Ag, Sn-3Ag-0.5Cu, and Sn-3Ag-0.5Cu-1Bi solders, while for Sn-3Ag-0.5Cu-3Bi solder, cracks initiated along both the dendrite boundaries and subgrain boundaries in the dendrite phases. The linking of these cracks and the propagation of cracks inside the specimen occurred both transgranularly through eutectic phases and intergranularly along dendrite boundaries or subgrain boundaries.     

基于BP神经网络的模塑封材料疲劳寿命预测

根据模塑封材料(EMC)疲劳实验,针对BP神经网络[反向传播神经网络(BPNN)]拟合误差与预测误差关系不稳定的应用问题,结合主成分分析法,"主动"改善网络结构,建立了基于BP神经网络的EMC材料疲劳寿命预测模型,进行了分析,并与一般的BP神经网络模型作了比较。结果表明,该方法得到的BP神经网络经过训练后能稳定表征EMC材料的各种参数与疲劳寿命间的内在关系。当网络拓扑结构为2-4-1时,预测结果稳定,预测误差平方和(SSE)为0.5623～0.0271,拟合误差(MSE)为0.0906～0.0278,具有实用性。     

激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响

为了研究激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响,对TC17钛合金进行激光冲击强化处理,并对处理前后的试样进行了高频疲劳试验,对疲劳断口和形貌用扫描电镜和透射电镜进行了观察。7J能量激光冲击2次后,材料在300MPa下的疲劳寿命相比未处理的材料提高了近2倍;相比于母材试样,强化试样的裂纹源位于次表层深处,扩展区的疲劳条带排列更加紧密。结果表明,激光冲击强化后,试样表面强化区域产生高密度位错和位错缠结。这些缺陷能有效地阻止疲劳裂纹的萌生和扩展,进而改善TC17钛合金的高周疲劳性能。     

压电式电/气转换器挡板的疲劳性能实验研究

以压电式电/气转换器上承受变载荷的压电复合圆盘为研究对象,设计了测试其电疲劳性能影响因素的正交实验,并利用压电陶瓷电疲劳机理对实验结果进行了分析.通过全尺寸模拟疲劳实验,测出了影响其疲劳 性能的显著性因素、次要因素以及摈弃因素.结果表明,频率对其性能影响与实验误差的影响基本相同,可忽略,为以后提高加载频率加快实验速度提供了实验依据.     

激光喷丸强化CT试样疲劳裂纹扩展的数值研究

为了研究激光喷丸强化对疲劳裂纹扩展的影响,采用有限元分析软件ABAQUS和MSC.Fatigue相结合,以6061-T6铝合金CT件即紧凑拉伸试样为研究对象,数值模拟其经1次～3次激光双面喷丸处理后的残余应力大小、疲劳寿命、裂纹扩展速率及最终裂纹尺寸。在理论分析的基础上,建立面向抗疲劳制造的激光喷丸工艺有限元分析模型,首先在ABAQUS中模拟出激光喷丸诱导的残余应力场,再将其导入疲劳分析软件MSC.Fatigue进行激光喷丸后疲劳裂纹扩展及其性能的数值模拟分析。结果表明,激光喷丸处理可以有效抑制疲劳裂纹的扩展,降低裂纹扩展速率和增大最终断裂尺寸长度,从而达到延长疲劳寿命的目的,喷丸次数的增加在一定程度上增大了激光喷丸强化的效果,但增益的效果会减弱。这为激光喷丸强化抗疲劳制造的理论分析和后续试验提供了必要的依据。     

改进的基于TMS320DM642的疲劳检测系统

针对疲劳检测算法中大数据量、高速传输、复杂运算的实际需要，设计了以SAA7115为视频采集A／D、DSPTMS320DM642为核心处理器、SAA7105为视频输出D／A，并以FPGA控制输出来实现增强显示功能的实时视频处理系统。该系统采用双摄像头控制采集数据，可以满足多路视频的实时采集、处理、显示需求，可以作为疲劳检测算法、视频处理和图像处理的硬件平台。     

涂层疲劳寿命预测中的红外热像技术应用现状

红外热像技术是一种重要的无损检测技术,与传统的无损检测技术相比优势明显。本文从热喷涂层接触疲劳失效形式出发,综述了传统无损检测技术在涂层疲劳寿命预测研究中的应用现状,以及红外热像技术在涂层服役状态、厚度、缺陷检测等领域的应用实例。同时,综述了融合红外热像技术的信息融合技术在复合材料疲劳极限确定、材料结构健康诊断、裂纹监测等领域中的应用现状。指出了这种技术存在的问题及面临的困难,并对信息融合技术在热喷涂层接触疲劳寿命预测中的应用与研究进行了展望。     

高强度光纤光栅与碳纤维的复合及应变传感特性研究

针对光纤光栅工程化应用性能不佳的问题,提出将高强度光纤光栅与碳纤维材料复合,介绍了复合样品的结构形式,分析了应变传递过程,然后对其应变传感特性和疲劳性能进行了实验研究。结果表明:复合样品能够达到较高的应变传递效率,具有良好的应变传感特性;疲劳实验中复合样品保持正常工作,波长变化曲线的幅度稳定;疲劳实验前后复合样品的应变传感特性基本不变,应变灵敏度系数分别为1.12和1.17pm/με,应变响应曲线的线性度均高于0.999,重复性分别为0.623%和0.397%。     

电路板嵌入元器件有机模块技术的开发

为了提高电子组装密度,基板嵌入元器件的三维安装模式受到人们更多的关注.介绍了一种以铜芯为基板核心材料的元器件嵌入技术(EOMIN),详细叙述了其外形结构和制造工艺,并通过实验与FR-4基板嵌入元器件和低温共烧陶瓷基板(LTCC)安装元器件进行比较,通过实验数据对比得出EOMIN元器件嵌入技术具有导热性能好,抗疲劳性强,承受热冲击时铜的塑性变形量小,连接可靠性高等优良特性的结论.     

等温时效对SnSb4.5CuNi/Cu焊接接头力学性能的影响

SnSb4.5CuNi/Cu焊点在175℃进行等温时效,分析了不同时效时间的SnSb4.5CuNi/Cu焊点中金属间化合物(IMC)组织形貌演变,通过纳米压痕法测量SnSb4.5CuNi/Cu焊点界面IMC的硬度和弹性模量,对焊接接头进行拉伸强度和低周疲劳测试。结果表明,时效48 h的焊缝中Cu6Sn5呈曲率半径均匀的半圆扇贝状特征,IMC的弹性模量与铜基板很接近,在恒幅对称应变条件下焊点的抗低周疲劳的性能最佳,焊点的抗拉强度高;当时效时间大于48 h,焊接接口的抗疲劳性能和抗拉伸强度逐渐变差。