摘要：工程应用中,传动零部件不可避免地出现不同种类的缺口。在循环加载过程中,缺口处产生应力集中现象而成为工件的危险部位,会降低工件的整体寿命。因此讨论了渗碳+喷丸复合表面强化工艺对疲劳性能和疲劳缺口敏感性的影响。分别设计了渗碳和渗碳+喷丸复合表面强化的光滑和缺口(应力集中系数Kt=2)18CrNiMo7-6合金钢试样。对渗碳和渗碳+喷丸复合表面强化处理的光滑和缺口试样进行了旋转弯曲疲劳试验,观察了断口形貌并对疲劳缺口敏感系数q和给定疲劳破坏循环数Nf之间的关系进行了分析。结果表明,相比于仅渗碳表面强化试样,渗碳+喷丸复合强化后的光滑和缺口试样的疲劳性能均有所提升,但是对光滑试样的疲劳极限提升幅度较小。渗碳和渗碳+喷丸复合表面强化缺口试样的裂纹源均在亚表面萌生,随疲劳寿命增加裂纹源数量逐渐减少,且渗碳+喷丸复合表面强化缺口试样的裂纹源数量更少。渗碳表面强化缺口试样的应力集中敏感性呈“阶段性特征”,在10^(5)~10^(6)循环周次逐渐变大,在10^(6)~10^(7)循环周次逐渐变小;渗碳+喷丸复合表面强化缺口试样的疲劳缺口敏感性随着Nf的增大逐渐减小。渗碳+喷丸复合表面强化在试样表层的压缩残余应力更大、压缩残余应力层更深,有效地抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提高了试样的疲劳寿命,降低了疲劳缺口敏感性。复合表面强化通过引入压缩残余应力提高试样的疲劳性能、降低材料的缺口敏感性,但是试样在循环加载过程中残余应力会发生释放进而影响其疲劳性能。因此,残余应力在循环加载中的演化情况也值得探究。

摘要：时间步长是数值天气模式稳定运行的关键参数。为实现业务模式稳定运行并保证运行效率,根据CMA-MESO 3 km模式时间积分方案特点,设计了自适应时间步长方案。以模式最大库朗数为依据,提出瞄准法和削顶法两种方法。根据CMA-MESO模式动力框架特点,研发了相应时间控制技术并在CMA-MESO 3 km系统中程序实现了自适应时间步长方案。个例和批量试验结果显示,采用瞄准法,模式中最大库朗数会在目标值附近变化,使模式更加稳定。采用削顶法,会调整模式中最大库朗数超出目标值的部分,保证模式稳定积分的同时,又尽量少地干预模式。总之,两种方法的自适应时间步长方案能够有效避免模式积分溢出情况,显著地提高模式的稳定性。对于3 km分辨率的模式来说,当库朗数目标值取1.2左右时,削顶法比瞄准法更适合业务运行。目前,自适应时间步长方案已投入业务应用。

摘要：考虑实际材料强度寿命特性的离散性,提出了一种用于评估曲轴早期疲劳失效的方法.材料强度寿命离散性的微观机理在于材料内部的微观组织结构(包括微观缺陷)分布的不均匀性,这可以用初始损伤的概率分布来统一表征.同种牌号的合金,其强度寿命特性的中值基本一致,但离散范围则会有很大差别,必须通过足够的取样试验才能确定.对于由34CrNi3MoA合金制成的某柴油发动机曲轴锻件,由冲击取样试验的冲击功离散性估算了疲劳极限的离散性,由结构疲劳试验确定了疲劳极限概率分布的均值.传统设计手册所推荐的安全系数只是暗中假定了材料的某种离散性,本研究给出考虑材料实际离散性的安全系数与可靠性间的定量关系.当实际使用的材料不满足规定的可靠性要求时,曲轴就易发生早期疲劳失效.

摘要：为解决新疆克拉玛依市大型灌溉管网关阀过程中的水锤和灌溉出流流量不均匀等问题,基于一维特征线法,利用Flowmaster软件建立管网水力模型,研究管网在不同阀门关闭规律下的瞬变流特性以及阀门开度扰动对管网流量均匀性的影响.研究结果表明:模型预测的相关水力特性与管网设计参数对比误差不超过8%,验证了模型的准确性.针对管网运行的瞬变水力特性,总阀采用20至60 min的不同总历时一阶段线性关闭规律,即使关阀时间长达60 min,管网管段仍发生空化现象;开展关阀总历时30 min和快关10 min、快关开度分别为65%,75%,85%等不同组合的先快后慢两段关闭规律,其中快关85%、慢关15%的关闭规律下,管网管段不会产生空化,且管道内最大水锤压力小于管道设计压力.针对管网压力波动引起的流量均匀性变化,通过阀门开度扰动仿真压力波动,阀门开度由100%到90%调节后,各支管流量下降比例平均值为0.079%,流量波动较小;各出水桩流量下降比例平均值为0.074%,克里斯琴森系数为0.9899,灌溉均匀性较好.研究结果可为大型灌溉管网的水锤防护及阀门开度扰动对管网流量均匀性分析提供一定的指导.

摘要：棱镜扩束器(PBE)广泛用在准分子激光腔内光谱压窄系统中,可以有效降低光束发散角和系统内能量密度。为了实现窄线宽激光输出并降低腔内损耗,需要对棱镜扩束器的棱镜个数、单棱镜扩束倍数和棱镜顶角进行优化设计。根据棱镜扩束倍数的理论,数值分析了入射角、顶角和出射角对棱镜扩束倍数的影响,并在实验上很好地验证了扩束倍数与入射角的关系。此外,推导了激光器线宽压窄系统实现一定激光线宽输出所需的总棱镜扩束倍数。优化设计了扩束倍数M为13.3的氟化钙消色散棱镜扩束器,在此基础上,实现了0.915pm的窄线宽ArF激光输出,实验结果与理论设计吻合。

摘要：极紫外光刻是实现22nm技术节点的候选技术。极紫外光刻使用的是波长为13.5nm的极紫外光,但在160～240nm波段,极紫外光刻中的激光等离子体光源光谱强度、光刻胶敏感度以及多层膜的反射率均比较高,光刻胶在此波段的曝光会降低光刻系统的光刻质量。从理论和实验两方面验证了在传统Mo/Si多层膜上镀制SiC单层膜可对极紫外光刻中的带外波段进行有效抑制。通过使用X射线衍射仪、椭偏仪以及真空紫外(VUV)分光光度计来确定薄膜厚度、薄膜的光学常数以及多层膜的反射率,设计并制备了[Mo/Si]40SiC多层膜。结果表明,在极紫外波段的反射率减少5%的前提下,带外波段的反射率减少到原来的1/5。

摘要：航天器在随运载火箭发射过程中要承受严酷的噪声环境,需通过噪声试验来检验航天器承受噪声环境并能正常工作的能力.航天器噪声试验中结构振动的响应特性是结构强度设计应该考虑的因素之一,更是制定器上组件随机振动试验条件的重要依据,因此有必要在航天器研制初期对噪声载荷作用下的结构振动进行响应预示.文章应用商用有限元分析软件***和***建立了某型号航天器结构舱板的有限元模型,将噪声载荷声压谱转换为脉动压力功率谱密度,进而采用模态法分析结构在噪声载荷作用下的随机振动响应,并将仿真预示结果与试验结果进行对比研究,在仿真分析中考虑阻尼参数模型和流场附加质量效应等因素的影响;通过研究表明:采用阻尼比随频率提高而减小的经验阻尼参数模型可以较好地反映中高频响应特性、得到较为准确的总均方根响应分析结果,进一步采用虚拟质量法考虑流场附加质量效应可以得到较为准确的功率谱密度响应分析结果.文章提出的仿真分析方法建模简便、计算成本低,适用于在航天器研制初期对航天器噪声试验中的结构振动进行响应预示.

摘要：针对滚轮滑车悬吊式重力补偿装置运行阻力大、气浮支撑式补偿装置无法满足机构向气浮平台方向运动的问题,提出了基于龙门架式支撑结构与横、纵双向气浮导轨相结合的悬吊式重力补偿装置设计方案。采用多段拼接技术解决了超长纵向导轨生产与装调难题;采用在纵向导轨拼缝两侧增设节流孔的方法,提升了纵向滑车在拼缝处的运行平稳性;在纵向导轨上采用倒"V"形工作表面,解决了因外力未通过质心可能引起横向导轨运行偏转的问题;采用挤压成型中空铝型材与碳纤维增强梁相结合的方法实现了大跨距横向导轨的减重与抗弯刚度的提升。经分析与试验验证,在单个悬吊点处悬挂90kg负载,该装置最大运行阻力系数不超过0.037%,运行范围可达2 m×20 m,在速度不超过1 m/s,加速度不超过0.3 m/s^2的使用条件下,具有良好的动态跟随能力,可满足太阳翼、天线等大型空间可展开机构地面展开试验与性能测试的需求。

摘要：为使光刻投影物镜满足光刻工艺的要求,研究了掩模位置误差对光刻投影物镜引入的畸变。采用勒让德多项式描述光刻投影物镜的畸变,并应用勒让德多项式对光刻投影物镜进行了畸变分析及畸变补偿。利用以上方法,对一台工作波长为193 nm,数值孔径(NA)为0.75的光刻投影物镜进行了畸变分析。结果显示:当掩模面3个方向的平移公差为1.0μm,绕3个轴的转动公差为0.1 mrad时,光刻投影物镜标定前后的畸变分别为2 113.2 nm和10.0 nm。利用勒让德多项式进行了畸变拟合,获得了多项式中各项系数,并给出掩模面位置误差的畸变敏感度系数;然后利用畸变敏感度系数对掩模面的随机位置误差进行了公差分析和补偿。结果表明,将光刻投影物镜畸变控制在2 nm以内时,掩模面z方向的位置公差为±2.0μm,掩模面与x轴与y轴的倾斜公差分别为±22.3μmad和±55.3μmad。实验结果证明提出的方法适用于对掩模面引入的光刻投影物镜畸变进行有效分析及补偿。

摘要：根据薄壁结构理论,推导船体弯曲相似和扭转相似的模型设计条件,提出骨材和板材分别等效的方法来解决弯扭相似的冲突问题.以某集装箱船为研究对象,建立弯扭相似优化设计的数学模型,基于多岛遗传算法将非可行域的设计改进为可行性设计,利用非线性有限元法,计算模型与实船的纯弯曲、纯扭转和弯扭组合荷载作用下的船体极限强度,从而验证了模型与实船的相似性,并利用相似模型推算出实船的弯扭极限强度.