摘要：为了准确感知探针接触,降低探针损坏更换频率,设计并制作了一种基于压电效应的力感知探针。利用有限元软件优化设计压电厚膜感知层的结构尺寸,并基于电流体喷印工艺完成曲面共形压电厚膜的制备。搭建力感知探针标定系统,分析推导出灵敏度公式,并计算不同接触速度下的接触力。测得在0.2 mm/s的接触速度下,力感知探针的灵敏度达到744.203 pC/N,非线性误差为4.26%。实验结果表明,该力感知探针具有占用空间小、结构简单和灵敏度高的特点,在防止探针接触变形、感知接触力等方面有广阔的应用前景。

摘要：载荷隔振装置是为适应高分辨率卫星光学有效载荷高精度、高稳定度工作环境要求而设计的一种高精高稳结构,如何对其特性进行有效的地面试验验证,并量化评估其减隔振效果,成为亟待解决的问题。基于此,通过设计并搭建了一套微振动试验系统,实现了载荷隔振装置的模态特性和传递率特性的测试,获得了有效测试数据,并通过对比分析,量化得到了载荷隔振装置的减隔振效果。试验结果为载荷隔振装置研制提供了重要的基础数据和工程经验,对卫星减隔振系统设计具有广泛的参考价值。

摘要：由于薄膜结构为轻质柔性结构,空气对其模态分析结果具有不可忽略的影响,因此在真空环境中开展模态试验是十分必要的。以平面薄膜天线结构为研究对象,设计并搭建了一套适用于真空环境下的模态测试系统,完成了多种工况下的模态测试,并获得了有效测试数据。通过对数据进行处理和对比分析,不仅验证了该测试系统的有效性和可行性,而且还获得了空气对模态测试结果产生的具体影响,得到了有用结论。该试验研究内容为薄膜天线的模态特性研究和设计改进奠定了坚实的技术基础,具有十分重要的工程意义。

摘要：多项式方程的求根问题在求交、最近距离计算等方面有着广泛的应用.3次裁剪求根方法充分利用了Bernstein基函数较好的计算稳定性,避免了数值迭代求解的不稳定性,同时具有4次收敛的速度.不同于传统的基于R1空间内的3次裁剪方法,提出了基于R2空间内的3次裁剪方法.首先引入R2空间中一条曲线(t,f(t)),在该曲线给定的区间上选取3个点,并计算这3个点及其对应的切向;然后求解3次多项式曲线Ai(u),满足同时插值这3个点及其中2个点处的切向;最后选择适当的重新参数化函数φ(t),使得Ai(φ(t))和f(t)之间具有5次逼近阶.若给定的参数区间Φ充分小,A1(φ(t))和A2(φ(t))可以在区间Φ内直接包住f(t),从而节省了用于求解包围多项式的大量计算.实例结果表明,该方法具有更好的逼近效果、更快的收敛速度和更高的计算效率.

摘要：系统架构综合评估是无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)研制中的重要环节,本文从UAV总体设计的需求出发,提出了系统架构综合评估指标体系的全面性和层次性原则。根据基于模型的系统工程方法构建了三级评估指标体系。通过将系统架构模型的仿真结果作为评估指标体系的输入,建立了一种系统架构模型与评估模型关联的综合评估分析方法,以达到UAV总体技术方案快速闭环设计与优化的目标。面向工程应用,开发了一个系统架构多方案权衡软件。以某UAV系统架构综合评估作为实例,验证了方法与工具的正确性和工程实用性。

摘要：为了在单元设施布局过程中考虑人因学因素,引入快速全身评估法对单元中手工搬运作业的人体职业性肌肉骨骼损伤风险进行了量化分析,并结合物流因素提出了考虑人因的单元设施布局优化模型。为了提高优化效率和精度,采用简化的粒子群算法对模型进行求解。以某军工企业数控加工单元为实例,利用该模型进行单元设施布局优化设计,并利用Delmia软件的人因模块进行仿真,验证了在设施布局设计时综合考虑人因和物流因素,不仅可以提高生产系统的整体效率、降低工人手工搬运作业的人体肌肉骨骼累积损伤风险,更有利于实现人与制造资源的互联及制造过程的人性化。

摘要：在航空航天、汽车、集成电路等领域,设备结构的热防护问题是广泛研究的热点。传统基于经验的结构设计方法已不能满足实际工程对热防护结构的高性能需求,拓扑优化设计技术的发展为工程热防护结构的设计带来了一条新的途径。基于变密度法研究了稳态热传导条件下散热结构拓扑优化设计问题。以材料密度为设计变量、材料体分比为约束,建立了以结构散热弱度最小化为目标的拓扑优化模型。在传统优化准则法中引入灰度过滤机制,提出敏度过滤和灰度过滤相结合的过滤机制,实现设计变量的更新,有效抑制了灰度单元的产生;将预处理共轭梯度法引入三维散热结构拓扑优化设计中,提高了计算效率。采用二维和三维算例,验证了所构建拓扑优化模型和提出方法的可行性和有效性。

摘要：为了对行波型旋转超声电机在同向负载下的驱动性能进行测试,并研究真空高低温环境对电机驱动性能产生的影响,设计并搭建了一套测试系统,从而实现了对超声电机转速和负载扭矩的测量,并对测试设备采取了控温措施,保证设备在高低温环境下的测试精度不会下降。试验结果表明,利用该系统可获得有效测试数据,得到超声电机在真空高低温环境下的驱动性能曲线,并将其与常温常压环境下的曲线进行比对,可以看到真空高低温环境对超声电机在同向负载下的驱动性能产生了一定影响。本研究成果为超声电机在航天领域的广泛应用奠定了可靠基础。

摘要：针对目前舰船总体设计过程中电气图纸设计自动化程度低、人力消耗大、易出错等问题,提出一种融合先验规则和深度学习、统筹布局和布线、可应用于工程实践的电气图纸自动化布局方法。首先,根据当前舰船电气原理图布局的拓扑特点,基于树状图拓扑结构提炼出典型的先验规则;其次,以电气连接关系为输入,自动化生成初步电气原理图;最后,采用奇异值分解方法提取连接关系特征,并使用深度神经网络对初步电气原理图参数进行优化。选取某型舰船的7张典型图纸开展应用验证,结果表明:①所提方法可在保证图纸连接关系正确的基础上,实现自动化电气设计布局布线任务,②在大样本的布线试验中,99.1%的图纸都能在10秒内完成布线。所提方法可以应用在所有连接关系为树状拓扑或可以转化为树状拓扑的电气布线任务中,实现电气图纸正确、快速、合理的自动化布线布局,有效提高电气布局布线工作中的自动化程度,进而提高舰船的总体设计能力和效率。

摘要：高功率窄间距列阵叠层是提高激光二极管泵浦源光功率密度的有效途径,而封装散热热沉的结构设计在其热管理上占据至关重要的作用。本文利用ANSYS有限元分析方法,对叠层间距、绝缘陶瓷厚度以及陶瓷底面与散热恒温面距离等几个影响高功率密度激光二极管叠层封装散热的重要因素进行了分析,得到器件的最高温度随结构参数变化的规律,并对上述参数进行优化。最后,利用优化结果设计出一种适用于高功率密度激光二极管叠层泵浦源的高效有源散热热沉结构,大幅提高了器件的散热能力,并降低了所需冷却水的水泵功耗需求。