摘要：电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化,可能引发局部放电造成绝缘击穿。为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响,分别建立了电缆终端安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷模型,并进行电-热-力多物理场耦合仿真分析。结果表明:电缆终端绝缘屏蔽层截断处是电缆终端的薄弱部位,终端界面温度和界面压力都会在绝缘屏蔽层截断处发生突变。当电缆终端存在安装不足缺陷时,终端屏蔽层截断处与应力锥根部之间会出现电场升高区域,在安装位置为-7.5 mm时界面温度最高,绝缘界面压力值升高,且安装位置为-2.5mm时绝缘承受的压力值最大;当电缆终端存在安装过盈缺陷时,绝缘屏蔽层截断处会发生电场畸变,电场突变量随着偏移量的增加而增大,在安装位置为+5.0mm时绝缘界面压力值最大,且界面压力突变量增加发生畸变。因此,在电缆终端实际设计安装与运行维护中,额外注意应力锥错位缺陷对终端内部应力分布的影响十分必要。

摘要：风电齿轮箱不同轮系间存在的耦合调制现象干扰了实际故障诊断,为此,针对两级行星一级平行结构的齿轮箱提出一种考虑级间耦合调制的现象学模型。首先,在风电齿轮箱振动信号幅值、频率解调分析基础上,定义了多级传动下的级间串联调制特性,并提出幅值-频率级间串联调制模型;通过构造多级调幅信号和调频信号,在频谱和解调谱中对串联调制特性进行仿真分析,并提出耦合调制特性边带能量指标用于模型评价;设计了与现场齿轮箱具有相同结构的缩比齿轮箱实验台,并在正常与故障状态下进行实验、现场联合分析,验证级间串联调制模型的有效性。结果表明:频率耦合调制现象在四种状态下尤为明显,其耦合调制特性边带能量分别为1.02、1.04、1.18、1.25。本模型所反映的齿轮箱级间耦合调制现象是齿轮箱本身所有,不会因齿轮箱的状态而发生改变,本模型为提高风电齿轮箱故障诊断准确性提供参考。

摘要：为支撑7xxx系高强度铝合金板材热成形工艺设计与模具开发,以适合于热成形连续生产的7075-H18板材为研究对象,采用Gleeble-3800热力模拟试验系统对7075板材在热成形条件下的热拉伸流变特征进行较系统地研究,并基于热拉伸试验数据构建改进型Arrhenius本构模型。热拉伸试验结果显示7075板材的流变行为对变形温度与应变速率较为敏感。在选定的温度区间(300~450℃)与应变速率范围(0.001~10 s^(-1))内,板材试样的塑性流动应力随着变形温度的升高或应变速率的减小而显著减小,断后延伸率随着温度或应变速率的升高而增大。改进型Arrhenius模型准确预测7075板材的塑性流动行为,预测数据与试验数据之间的Spearman相关系数达到0.9977,均方误差小于13.2。所构建的改进型Arrhenius模型为7075-H18铝合金板材热成形数值模拟提供准确的材料本构模型。

摘要：微型头戴式荧光显微镜可以对自由移动活体动物大脑中的神经活动进行实时成像,是近些年兴起的脑科学研究新仪器。然而,目前大多数微型荧光显微镜为了做到更小巧、更轻便,视场都比较小,这使得可用于观测的神经细胞数量受限,虽然有大视场系统的报道,但重量都比较大,对动物的自由行为会产生一定的影响。为了提高微型荧光显微镜成像性能,同时降低其重量,光学系统采用超轻、超薄、成像质量高的超构透镜。本文首先推导了双曲相位超构透镜的像差公式,并以此为指导,完成了一款视场为4 mm×4 mm、NA为0.14的微型荧光显微镜设计,实现了7种初级像差的校正。装配完成的样机重量仅为4.11 g,全视场范围内分辨率为7.8μm,对自由移动小鼠大脑中的神经活动进行成像观测能够达到单细胞分辨率。

摘要：针对钛合金等化学活性强的金属焊接易氧化，导致焊接质量严重下降的问题。以钛合金激光焊接试验保护装置为研究对象，以获得良好焊接保护效果为目的，设计了一种双层同轴激光焊接保护喷嘴。运用Fluent流场仿真软件对双层同轴保护喷嘴的内外层壁面结构、外层保护喷嘴进气口数量、进气口角度、出气口处有无螺旋结构以及保护气流量等参数进行了仿真优化，通过对比保护区域气流的保护效果，获得了最终的保护喷嘴结构。采用增材制造技术对优化后的保护喷嘴进行了加工制造，通过改变内外层喷嘴保护气体的流量对所设计的激光焊接保护喷嘴进行了钛合金激光焊接试验验证，并与旁轴喷嘴的保护情况进行对比。结果表明：具有弧型内外壁面结构、4个45°进气口以及出口处有倾角为30°螺旋结构的保护喷嘴，仅对内层喷嘴通入保护气体时，保护范围有限，焊缝颜色为深黄色，氧化污染严重。随着外层保护气体流量的不断增加，焊缝颜色变为黄色、银白色、蓝色。在内外层保护气体流量分别通入为10 L/min和20 L/min时焊接保护效果最好。且保护效果不受焊接方向变化的影响，能够对工件形成良好的气体保护环境。

摘要：基于最优传输理论的光线映射方法,针对非对称的照明的光学系统设计需求,以光源到辐照面距离为20 mm,在范围50 mm×50 mm范围内实现字母“JL”为目标,计算了面向零扩展度光源自由曲面光学系统初始参数,在此基础上利用LightTools软件优化设计并仿真分析了面向零扩展度光源和扩展光源的自由曲面光学系统,结果表明:面向零扩展度光源时,自由曲面直径为86.52 mm,光源与自由曲面距离为34 mm,在辐照面上可以实现字母“JL”的照度分布调控;面向直径为10 mm的扩展光源时,自由曲面直径为435.16 mm,光源与自由曲面距离为242 mm时,在辐照面上可以实现字母“JL”的照度分布调控,说明所设计系统可以实现非对称照明分布调控,有效的提高了自由曲面光学系统的设计效率。

摘要：目前,投影补偿算法已经取得了良好的研究成果,但大部分的投影图像色彩补偿研究,忽略了色彩传递函数建模过程中的光学部分,导致对色彩传递函数的建模精确度不高。同时,针对投影图像色彩补偿过程中,出现的加深网络导致提取特征信息丢失的现象,大多数的深度学习网络优化设计较少。基于以上问题,本文提出了一种基于注意力特征增强的投影图像光度补偿方法。该方法通过增加网络深度来提取带有彩色纹理投影表面的特征信息,同时采用深度学习来拟合复杂的复合辐射传递函数,以解决传统光度补偿方法存在的问题,提高了投影图像的质量和色彩,进一步消除了对高质量投影幕的依赖。本文所提方法的投影图像光度补偿结果,在峰值信噪比(PSNR)、均方根误差(RMSE)和结构相似性(SSIM)三项评价指标上,均好于其他对比算法,与CompenNet系列方法相比,本文所提方法在PSNR评价指标上最高提升5717、在RMSE评价指标上最高减少14968,在SSIM评价指标上最高提升2893。

摘要：在星地领域，激光通讯设备的发射光轴和接收光轴的对准度至关重要，而温度变化会导致光学元件和机械结构变形，影响光轴对准度，使系统探测精度降低。针对这一问题，本文设计了一种用于探测的高精度光轴稳定系统，根据宽波段和共轭成像的技术要求，使用具有像传递的离轴反射式开普勒望远系统压缩光束，经过分光镜后分别进入到探测子单元中，并设计了长焦距光轴稳定探测系统以提高探测精度；为校正反射系统的热差，根据光学被动无热化技术利用折射镜组补偿反射镜组的热致像差；设计机械结构并进行有限元分析；对有限元数据进行处理并带回到光学软件中仿真温度变化引起的光轴偏移角度；最后搭建平台进行验证。结果表明：光轴稳定探测系统在-10℃时光轴偏移角度为3.90″，在45℃时光轴偏移角度为4.23″，降低了温度变化对光轴偏移的影响。

摘要：针对星载太阳光谱仪近红外波段信号微弱、易受外部环境干扰等特点,设计了一种基于InGaAs红外单元探测器的锁相放大光电探测系统。分析了探测系统的噪声特性,发现抑制前置放大器的电路噪声对于降低系统噪声至关重要。优化了前置放大器PCB布局布线,采用保护环+保护层+过孔防护等设计,加强了输入光电流信号保护与屏蔽。利用卤钨灯模拟在轨情况下的太阳光谱强度,进行了地面试验。结果表明,探测电路对入射光强度的响应线性度可达99.95%;测试波段各波长信噪比较上一代太阳光谱仪均有显著提升。

摘要：光谱合成技术是实现高能激光输出的重要技术途径，如何在高功率输出的前提下，保证高光束质量的激光输出已成为当前光谱合成技术最迫切要解决的问题。本文针对155 mm×140 mm矩形口径、（1 064±3）nm、（1 030±3）nm和（635±5）nm波段光束的参数检测问题，设计了大口径多波段多参数检测系统。波前检测单元基于开普勒的望远结构，在构建变形镜与微透镜共轭关系的同时，压缩光束口径以匹配探测器尺寸。前组物镜采用卡塞格林结构，以解决大口径、多波段的色差校正难题；后组镜采用三片式复消色差折射镜组，补偿色差的同时，兼顾无热化设计，用以补偿前组物镜的残余热差和后组镜热差。经波前检测单元后进行分光探测，实现光束质量和光束均匀性检测。为了提高系统的环境适应性，采用光学被动无热化方法对系统进行了20℃±10℃的无热化设计。最后，对系统进行装调测试，采用泽尼克波前复原方法对波前探测相机采集的光斑图像进行波前复原，测得10℃～30℃下系统波前的RMS值优于0.052 4λ（λ=632.8 nm），光束均匀性优于0.893，光束质量β因子优于1.26倍衍射极限。