摘要：为提高高速磁悬浮永磁电机的综合性能,得到最优的设计参数,针对一台30kW,48 000rpm的磁悬浮电机进行了电磁场、转子动力学以及转子强度分析,提出一种基于多物理场分析结果的电机尺寸优化方法。使用ANSYS以及ANSOFT对电机进行建模和有限元分析,并用ISIGHT软件进行集成优化设计。以转子损耗最小为优化目标,电机几何尺寸为设计变量,在优化过程中考虑尺寸变化对电机转子模态以及强度的影响,以尺寸、电机电磁性能、力学性能等为约束条件。经过优化后,电机的转子损耗减小16.7%,其余性能均符合设计要求。根据优化设计结果加工了样机并进行电机对拖与温升实验,结果证明了优化设计的合理性,验证了本文提出方法的正确性。

摘要：为了提高数字通信系统的信道带宽资源利用率和抑制码间干扰,研究了脉冲成形滤波器的优化设计,提出了采用神经网络算法的脉冲成形滤波器优化设计方法。首先分析了滚降因子、内插倍数及群时延等核心参数对滤波器性能的影响,获得了实际系统设计的依据,然后针对用传统窗函数法设计滤波器时难以精确控制过渡带宽的问题,提出了采用余弦基结构的神经网络算法。该算法可以实现对滤波器的边界频率的精确控制,取得较高的设计精度。研究表明,该算法通带范围无过冲、无波动,阻带衰耗大,初始条件可随机确定,是一种有效的设计方法。

摘要：涡轮分子泵广泛应用于半导体与薄膜工业、核物理及表面科学等领域,是获得超高真空环境的核心机械设备。本文从一体成型的涡轮转子的可加工性出发,提出了一种涡轮叶片的结构改进方案,并分别使用二维模型和三维模型对改进前后的结构进行性能评估:在相同几何结构下,二维模型计算单级涡轮叶列的何氏系数略高于三维模型,压缩比略低于三维模型。同时,改进模型在解决涡轮叶片叶根可加工性的同时,其最大何氏系数和最大压缩比均有一定程度的提升。

摘要：采用工业CT设备获取3D打印材料试样受载变形前后的三维数字体图像,并使用数字体相关(digital volume correlation,DVC)方法计算出试样内部三维位移场和三维应变场,研究试样在载荷作用下的内部变形与损伤演化规律,通过设计制作具有1700 N拉压加载能力的原位加载装置,结合微纳CT设备建立拥有原位加载与观测能力的DVC方法实验装置,其最高成像分辨率可达10μm。结果表明:对采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)工艺方法制作的3D打印铝合金试样进行原位拉伸实验,并使用DVC方法获取试样内部的全场位移与应变数据,测得的弹性模量数据与常规实验方法结果完全吻合,验证了使用DVC方法对内部位移场和应变场进行测量的有效性。

摘要：微混合器凭借节约试剂、混合强度高和易于集成等优点,在材料合成、医药制备和生化检测等领域中具有广泛的应用.为了进一步提高混合性能,保证混合过程的安全性及生化反应结果的准确性,设计了一种带扩展腔的新型方波型微混合器.在综合考虑混合强度和压降的前提下,通过实验研究和数值模拟分析了窄缝宽度、窄缝长度和扩展腔高度对微混合器混合性能的影响并得到了不同雷诺数Re条件下的最优结构参数.与方波型微混合器的混合性能进行比较,发现Re 5时,带扩展腔的方波型微混合器的混合强度更高,其中Re=20时两者混合强度相差最多,可达12%.在相同Re下,带扩展腔的方波型微混合器的压降要低于方波型微混合器.对带扩展腔的方波型微混合器进行内部流场分析,发现扩展腔结构能在流体层流状态的基础上引入涡流,使通道中流体的流动状态发生改变、对流增强,进而混合性能提高.

摘要：钢板腐蚀是大型钢结构失效的主要原因之一。钢板构件往往面积巨大,且由于密闭空间或附属结构,使得单一检测方式难以完成有效检测。在分析漏磁检测、电磁超声检测和电磁超声导波检测技术特点及检测机理的基础上,提出基于频域可变的电磁检测理念。优化漏磁、电磁超声测厚和导波检测传感模块,实现三种检测模块的一体化设计,开发复合检测传感器。针对三种检测方法信号激励和采集的特点,研发一体化电路,开发了基于频域可变的电磁检测试验平台。针对不同工况需求,开发了储罐底板腐蚀在油检测仪和系列自动爬行电测检测仪。通过现场成功应用,验证了基于频域可变的电磁检测技术的有效性和巨大应用潜力。

摘要：在使用LED作为照明光源的过程中,光场作为LED应用中的关键因素,一般使用二次光学系统进行调控。但是二次光学系统一般设计复杂、体积大、重量重,随着LED光学封装系统朝着小型化方向发展,二次光学系统的应用将会变得困难。结合软件仿真和实验验证探索了用于单片集成发光二极管(MI-LED)的一次光学透镜的光场调控功能。研究结果表明,仿真和实验LED光源的光场几乎重合一致,所设计的一次透镜将LED光源的光束角从120°调控到48°~72°范围内。与未加一次透镜的LED光源相比,加一次透镜的LED光源具有更高的光提取效率和更均匀的空间光色分布。

摘要：CO2 和 CO 被称为燃烧效率指示性气体燃烧流场中 CO2 的精确测量对工业燃烧过程的节能减排和发动机燃烧状态诊断等都具有重要意义.研究 CO2 气体的高温光谱参数包括:线强、自加宽系数、温度系数可提高燃烧过程中 CO2 浓度的测量精度和可靠性.为了获得可用于燃烧诊断的 CO2 吸收线的高温光谱参数基于可调谐半导体激光吸收光谱技术设计了一套最高温度可达2-0173 K 的精确控温控压气体光谱参数测量系统.采用该系统开展了CO2R(50e)吸收线(中心频率为5007.787cm )的高温光谱测量实验获得了温度范围1212~1873K内多个压强下的纯 CO2 气体的大量高温吸收光谱经热辐射背景扣除、基线拟合、时频转换、多线组合非线性最小二乘法拟合等数据处理过程得到温度范围1212~1873K内CO2R(50e)吸收线的线强、自加宽系数及温度系数其中线强不确定度<1.5%自加宽系数不确定度小于4.5%.这些参数是对现有数据库的补充和完善对燃烧诊断中的CO2浓度检测有很大帮助能够满足燃烧过程中 CO2 浓度精确反演的需求.

摘要：超高速光电分幅相机常用的8棱锥分光方式在应用于平行光作为背景照明的纹影实验时,原理性的引起了图像的切割。为解决该问题,我们采用多组1:1分光棱镜代替分光棱锥的空间分光方法来完成光学系统的设计,装调后的相机系统达到了较高的空间分辨率。用研制的超高速光电分幅相机进行了纹影实验,拍摄了脉冲高压作用下的直径Φ30μm的钨金属丝爆炸过程,实验结果显示由钨丝爆炸引起的空气冲击波明显,图像均匀完整,没有切割情况出现。研制的光电分幅相机已经在激光与物质相互作用等相关领域的实验中得到了很好的应用。

摘要：掠入射X射线聚焦望远镜的支撑框架结构设计是望远镜研制的关键技术之一。国内规划中的XTP卫星低能聚焦望远镜拟采用基于超薄玻璃的X射线聚焦望远镜方案,针对望远镜样机严苛的光学和力学性能要求,经过结构选型优化,设计了一种一体化的六边形桶式望远镜支撑结构。利用有限元软件对支撑结构进行了模态分析和频率响应分析,并与力学实验进行了对比验证。结果表明,该支撑结构具有较大的结构刚度,望远镜结构在发射环境下不会发生破坏性改变,满足力学性能要求。该支撑框架结构简洁、装配精度高,具有良好的工艺性,为望远镜的研制提供了参考。