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通过优化的感应加热技术改进制造工艺

I. Jain,
Tata Steel, India

感应加热已成为供钢铁行业用来制造各种金属制品的的宝贵工具。这种工艺与传统生产工艺相比,可以提供更精确的加热控制,使用较少的能源,以及提供更好的质量保证并具有更高可靠性。 Tata Steel,全球钢铁十强企业之一,他们使用多物理场仿真分析电磁、热以及制造多种类型电缆、电线和绳索生产过程中产生的冶金现象。Tata Steel 的研究设计工程师 Ishant Jain 正使用 COMSOL Multiphysics 模拟钢丝索生产期间进行的加热工艺,以确定目前该企业使用的运行参数是否优化使其能以峰值效率来执行。最终,此模型将有助于优化制造工艺,适用于各种不同的产品类型,这样即可实现特定应用所需的机械特性。

优化内置式轮胎压力监测传感器 中文

C. Evans, Schrader Electronics, Ireland

内置式轮胎压力传感器需要能够承受车辆行驶期间造成的磨损。因此需要对传感器的灵敏度和耐用性同时进行优化。 Schrader Electronics 制作了一个可以在行驶的轮胎中持续准确工作的传感器。他们使用了 COMSOL Multiphysics 软件的结构力学模块和 CAD 导入模块来优化自己的设计。仿真帮助 Schrader 设计出了能够更好地承受离心力、温度变化及很多其他因素影响的传感器。

模拟帮助提高聚四氟乙烯生产的安全性

Martin Beckmann-Kluge & Fabio Ferrero

BAM German Federal Institute for Materials Research & Testing, Berlin, Germany

位于柏林的 BAM 德国联邦材料研究与测试研究所,通过提供与材料技术和化学工程相关的研究和咨询来推动产业发展。他们最近一直在分析一种工艺,通过这种工艺可以将高度易燃 TFE 气体转化为 PTFE(聚四氟乙烯)固体或俗称特氟纶的非粘涂层。 PlasticsEurope 与 BAM 德国联邦材料研究与测试研究所取得了联系,主要目的是创建 TFE 自热数学模型来确定分解的最高燃烧温度(MITD)。 使用 COMSOL Multiphysics 软件,他们能够在被加热的气相中发现六个反应器,这些对于制作准确模型来说非常必要。在 COMSOL Multiphysics 软件中使用了三个物理接口:非等温流接口、对流和传导接口以及对流和扩散接口。现在企业可以通过该模型判断对于一个给定的反应器来说某个特定的压力/温度设定是否安全,然后根据自己的工艺进行调整。 Teflon 是杜邦公司的注册商标。

极端环境下电子的创新封装设计

Brice McPherson
APEI, AR, USA

电力电子技术出现在许多日常产品中,其中包括智能手机、汽车电子零部件和家用物品。此类装置都需要对温度范围、切换频率和电压等级加以控制才能顺利可靠地运作。对于恶劣环境,例如挖掘石油的地下深处,需要开发不受元素损害并且不会因为温度或压力极端变化而出现故障的电子系统,而且这种需求日益增长。 Arkansas ...

自动重合器如何确保电力稳定供应:全靠磁体

O. Craciun, and colleagues
ABB AG
Ladenburgh, Germany

当树枝触及高架电缆时会产生瞬间短路,然后您的灯可能会闪烁。有一种称为自动重合器的装置,它可以确保输送到您家里的电力不会被长时间切断。 ABB AG 是一家在电力技术方面处于领先地位的制造商,他们正在努力设计一种更可靠的自动重合器。本次设计过程的一个目标是优化永久磁体尺寸的同时确保开关特性出众。 为了做到这一点,ABB AG 使用 AC/DC 模块创建了二维仿真并计算了磁通密度。接下来,他们使用了电路接口将实际功率放大电路原理图和元件值耦合到磁体仿真中。最后,在优化软件中不断输入结果以选择适当大小的磁体,然后使用 LiveLink™ for MATLAB® 将其导回 COMSOL Multiphysics,在三维模型中对设计进行验证。

突破芯片密度的限制

Derek Bassett and Michael Carcasi
Tokyo Electron America
Austin, TX

芯片制造商一直在坚持遵守摩尔定律,它规定了自 1965 年起,出于经济考虑能放置在集成电路上的晶体管数量每年翻一倍。然而,由于晶体管的数量增加,制造集成电路的过程(也叫光刻)变得更加困难。每个装置都需要大约 200 个清洁和光刻步骤,而且此过程一旦出现故障就可能斥资数百万美元。 Tokyo Electron America (TEL) 是一家制造集成电路处理重要工具的生产商,他们使用仿真来了解一种称为图形倒线的故障类型。图形倒线会在两个特征之间的清洁流体蒸发时发生,而在蒸发过程中表面张力发生变化会导致特征弯曲。理想情况下,这些特征会恢复正常形态,但有时它们发生永久变形。 TEL 的研究人员使用 COMSOL Multiphysics 软件创建了一个二维结构力学模型,它基于以表面张力为边界条件的一系列稳态计算。他们将这些结果与文献数据进行对比,发现该模型精确地预测了倒线临界纵横比。

通过拥有 150 年历史的“完美影像”系统实现光刻分辨率的 100 倍提升

Juan Carlos Miñano and Dejan Grabovičkić
Cedint Polytechnic University of Madrid
Spain

“完美影像”的理念,即一种小于产生图像的光线波长的分辨率,于 19 世纪中期由著名的苏格兰物理学家 James Clerk Maxwell 首次提出。在接下来的 150 年里,人们普遍认为,这种技术是不可能实现的,因为事实上光在小于或等于波长的点周围发生衍射。然后在 2009 年 ...

对焦耳热进行控制可以扩展性能并延长装置使用寿命

Jean-Louis Gelet and Antoine Gerlaud
Mersen, France

承载高强度电流的大型电气系统,其任一元件(如保险丝和汇流条)失效都可能造成危险。为了提高安全性,改善制造条件,有必要了解这些元件的失效机理。母线板是这些元件中的一种,它由单片导电金属组成,在将电流短距离传导到多个负载时可以替换单个的粗电缆。 Mersen 是一家拥有浪涌防护专业知识的国际公司,主要制造母线板,即在不同电位导电板之间粘有绝缘材料薄膜的层压材料。但是,如果母线板中的温度变得太高,胶水或绝缘可能被毁坏。 Mersen 有一个专注于电保护研究的研究组,他们使用 COMSOL 仿真确定了焦耳效应产生的温度场,并消除了所有识别的热点。

通过仿真使 LED 保持冷却以便管理

Aulis Tuominen and Mika Maaspuro
University of Turku
Turku, Finland

Toni Lopez
Philips Research
Eindhoven, The Netherlands

Sami Yllikäinen
Hella Lighting Finland Oy
Salo, Finland

Raimo Laitinen
Helvar Oy Ab
Karkkila, Finland

与白炽灯照明相比,发光二极管(LED)有很多好处,如使用寿命长、光视效能高,而且环保。不过,有一个缺点是 LED 必须在尽可能低的温度下操作,而且必须谨慎调节。 芬兰图尔库大学业务和创新发展技术的研究人员专注于设计一个高效且成本低廉的散热片,用以调节温度。仿真对于他们的设计过程而言至关重要,因为创建原型是一个昂贵且耗时的过程。 大型制造企业(如飞利浦和海拉照明)也都用仿真来改进自己的 LED。在 COMSOL Multiphysics 软件中进行仿真使企业甚至可以在需要对新材料样品进行测试之前确定该材料对 LED 照明装置热性能的影响。

介电应力仿真助力 ABB 智能电网分接开关的设计 中文

Tommi Paananen, David Geibel, Bill Teising, Mårten Almkvist, Jon Brasher, Josh Elder, Bob Elick and Chris Whitten
ABB Alamo
Tennessee

电力消费者通常需要非常稳定的电压。变压器包含一个分接开关,它可以通过切换输入或输出电路的连接点来改变次级线圈匝数与初级线圈匝数之比。改变这个比例可以实现输出电压分级调整。随着世界逐步迈向现代化智能电网,必须对分接开关的设计进行改进,以供智能电网使用。 ABB ...