摘要：针对水路两栖模块化可变形机器人工作环境的复杂性和任务多变性,根据其结构和运动特性,提出一种基于高维多目标定向混合进化算法的机器人结构参数优化设计方法,使该型机器人的变形能力和两栖多种运动步态性能达到最优。通过一组方向矢量将搜索空间分解成多个固定寻优方向,并将机器人参数设计的该高维多目标优化问题转化成固定方向上的单目标优化问题;构建混合进化机制加强各方向上最优参数设计方案的搜索能力;以改进的交互式模糊支配和密度估计因子构造精英保留策略,提高设计方案集合的先进性和分布性。试验结果表明,高维多目标定向混合进化算法能够迅速、客观地选择合理的机器人结构参数,可以给设计人员提供更多的选择,为水路两栖可变形机器人的设计提供了一种简单、高效的新方法。

摘要：提出了理想材料零件的新概念 ,它是指按零件的最佳使用功能要求来设计 ,由呈梯度变化的组织成分和一定规律分布的细结构的材料与均质材料所组合构成的新型材料零件。提出并阐明了理想材料零件的数字化的并行设计制造 (简称数字化设计制造技术 )的方法和理论基础 ;它以材料与零件的一体化、集成化设计制造为主要特点 ,可根据零件功能要求进行零件的外部几何拓扑形状和内部材料组织细结构的并行设计 ,并采用增材制造和去材制造相结合的制造技术 ,按数字化设计的信息 ,一次完成零件内部组织结构和三维形体的制造。指出数字化设计制造将会使人们长期以来设想的按力学、电磁学性能来高效地设计制造新材料零件变为现实 ,在不远的将来定能像设计和建造房屋那样 ,按照所需功能设计制造理想材料零件。

摘要：高性能要求复杂曲面零件的精密加工,不但要保证一定的几何精度,更要满足其性能指标。此类零件性能与几何、物理等参量密切相关,因此最终精确尺寸和形状受几何、物理、性能等多源约束的影响,加工难度大,迫切需要按零件性能要求进行加工的新方法。从分析零件特征入手,将该类高性能要求复杂曲面零件称为多源约束面形再设计类复杂曲面零件。研究零件性能与多源约束的耦合关联模型,针对零件性能与多源约束的显式关联关系或隐式关联关系,建立几何量修正补偿性能偏差的补调机制,综合应用活动标架和曲面相伴理论,建立测量面、加工基准面、加工目标曲面的关联模型,最终提出保证零件性能要求的面形再设计原理与方法。在此基础上,提出多源约束面形再设计类复杂曲面零件'测量-再设计-数字加工'一体化加工策略,构建相应的技术体系,为实现该类零件的精密加工提供了一种新的理论与方法。

摘要：由均质材料、复合材料、功能梯度材料和功能细结构材料构成的理想材料零件是实现零件几何拓扑、材料和功能完美结合的新型零件,其CAD模型是实现理想材料零件数字化并行设计和制造过程的基础。着眼于理想材料零件CAD模型中的材料表述模型,提出了使用细观尺度上的周期性细结构统一表述单质材料、复合材料、功能梯度材料和功能细结构材料的方案,并在单纯剖分基础上,完成了理想材料零件的几何和材料信息的表述。所给出的材料信息提取算法及算例证明了数字化方案的可行性和有效性。

摘要：能源、动力、国防和航空航天等领域的高端装备性能要求高、需求迫切,与此同时也涌现出一大批加工难度大、性能要求苛刻的复杂曲面零件.这些零件往往具有尺寸大、精度高、材料难加工等特点,且多具有透波、传热和密封等性能要求,测量加工一体化技术是实现该类零件高质高效加工的有效途径.本文介绍了复杂曲面测量加工一体化技术的基本内涵和应用方向,围绕数字化寻位、机床加工参数反调修正、面形直接修正加工和面形再设计类零件加工,评述了其有关测量、数据处理、加工基本模型和关键工艺技术方面的研究进展,并展望了测量加工一体化技术在将来可能的应用领域、研究的关键问题和发展方向.

摘要：由于特征线宽的进一步细微化,超大规模集成电路的进一步发展受到平坦化技术发展水平的制约。抛光液流动性能是影响平坦化加工性能和效率的重要因素之一,为增强抛光液的流动性,在抛光垫表面增加沟槽是有效的技术手段。以带沟槽抛光垫多级粗糙表面的抛光液微流动为研究对象,采用多级粗糙表面计算机模拟生成技术和计算流体动力学新方法格子Boltzmann方法,对抛光液在多级粗糙间隙内的流动过程进行分析。初步研究抛光垫多级粗糙表面的抛光液微流动特性,并且分析抛光垫表面形貌特征对抛光液流动的影响。结果表明,所提出的抛光液微流动研究方法可以用来分析抛光垫几何参数对抛光液输送过程的影响,并且具有很好的统计特性,这为抛光垫的修整和新一代抛光垫的设计制造提供了一种理论研究方法。

摘要：电化学机械平坦化(Electrochemical mechanical planarization,ECMP)技术被认为是最具发展潜力的低强度Cu/low-k表面低压力平坦化技术之一,抛光液流动和接触压力的分布是影响ECMP效率和精度的决定性因素。采用混合软弹流润滑模型研究带导电孔ECMP抛光垫表面的流动与接触行为。分析结果表明,对于所研究的抛光垫和晶圆位置关系,尽管宏观平均接触压力为6.895 kPa,但是真正影响Cu/low-k结构完整性的局部接触压力达到了近70 kPa。此外,导电孔的存在并不影响抛光液压力和接触压力的分布趋势,对晶圆的姿态影响也较小。因此,为了提高加ECMP加工效率和面型精度,一方面需要研究导电孔分布方式控制电化学反应速率,另一方面需要改进其他诸如抛光垫和抛光头的设计,提高接触压力的均匀性。所提出的关于ECMP抛光垫混合软弹流润滑行为研究方法和结论对ECMP技术的进一步发展具有指导意义。

摘要：以带沟槽抛光垫多级粗糙间隙内的固液两相微流动为研究对象,基于计算机模拟生成多级粗糙表面,利用格子Boltzmman方法(Lattice Boltzmann method,LBM)计算微观流场,对抛光液在多级粗糙间隙内的流动过程以及固体颗粒的运动轨迹进行分析。探讨将这种新的抛光液两相微流动分析方法用于平坦化机理研究的可行性,并初步研究固体颗粒在多级粗糙间隙内的运动和碰撞过程,分析固体颗粒的运动特性。研究表明,多级粗糙表面的计算机模拟生成技术结合稀疏两相流模拟可以用来分析多级粗糙间隙内抛光液流动和固体颗粒运动轨迹。通过对抛光垫多级粗糙间隙内两相微流动的研究,有助于揭示晶片表面缺陷产生的机制,并提出减少缺陷的抛光垫微结构设计及修整方案。

摘要：提出并阐明了数字化设计制造的广义内涵、理论基础和技术途径，确立了按力学、热力学、电磁学性能来并行设计制造新材料零件的理论和方法，并结合机械、材料、力学等学科相关理论和技术的研究现状、发展趋势的分析和论述，指出数字化设计制造是现代科学技术发展的必然结果。

摘要：分析了目前几种常见的化学机械抛光机中抛光头与抛光垫的运动关系,针对不同的硅片运动形式,计算了磨粒在硅片表面的运动轨迹;通过对磨粒在硅片表面上的运动轨迹分布的统计分析,得出了硅片在不同运动形式下的片内材料去除非均匀性。从硅片表面材料去除非均匀性方面,对几种抛光机的运动形式进行了比较,结果表明,抛光头摆动式抛光机所产生的硅片内非均匀性最小。该研究为化学机械抛光机床的设计和使用中选择和优化运动参数提供了理论依据。