摘要：利用三维时域有限差分法(FDTD)对光子晶体LED出光效率的影响因素进行分析,比较了电偶极子和磁偶极子点光源模型对LED出光效率的影响,研究不同极化角偶极子点光源下光子晶体LED中的出光效率。数值计算结果表明:极化角越小,偶极子点光源在LED出光效率增强因子越大,磁偶极子点光源模型与电偶极子点光源模型相比,极化角对出光效率增强因子的影响明显减小。基于磁偶极子点光源模型,考虑极化角的影响优化设计一种空气孔三角晶格光子晶体LED结构,其出光效率增强因子高达4.5。

摘要：针对具有多个不确定性参数的复杂结构,采用Pearson估计法及Johnson估计法确定输出响应解析的概率密度函数,而后基于概率密度函数进一步求解结构响应超越设定阈值的失效概率。在使用Pearson估计法及Johnson估计法时,需要事先确定输出响应的前四阶矩,分别采用蒙特卡洛法、全因子数值积分及单变元降维法求解前四阶矩。在求解前四阶矩时,这两种方法需要计算真实的功能函数,这是主要的计算量所在,尤其是对于工程上常见的需要调用有限元分析的隐式极限状态函数问题。数值算例结果显示,两种方法以少量的样本点即可得到高精度的响应概率密度函数及失效概率计算结果;而后进一步将方法应用到某涡轮叶片的不确定性传递及失效概率求解,验证了方法的工程适用性。

摘要：索杆铰接式伸展臂是由球铰、圆柱副连接杆件构成的空间机构。在探究其工作原理的基础上,对某一方向的输出运动进行了分析,构建了理想状态下的运动关系式。考虑尺寸及运动副误差的影响,用"有效长度"代替实际长度,建立可靠性简化模型。结合伸展臂尺寸,利用Matlab软件得到可靠性系数随转角变化的关系曲线,求得展开过程中可靠度的最小值。为空间机构可靠性计算提供参考,具有重要的工程应用价值。

摘要：设计一种新型的液压高频颤振发生器,该发生器由一个2D两位三通高频激振阀和一个特殊的颤振缸构成。其振动是通过颤振缸的弹性端盖与进入封闭容腔的受控交流液压油进行流固耦合,在耦合边界上形成的。使用有限元分析软件对弹性端盖进行静力分析,初步求得振动的幅值以及所受的应力,并对由弹性端盖、负载固定板组成的装配体进行湿模态分析和干模态分析,分别求得模型的固有频率、振型,并将两种分析结果进行比较。

摘要：外磁驱动轴流式血泵较强的磁场强度会对血液及周围组织细胞产生影响,因此对血泵及其周围红细胞进行电磁场理论计算和仿真分析。利用ANSYS Electronics Desktop中3D瞬态磁场模块对血泵进行瞬态磁场仿真,用理论方法建立细胞膜磁场分布模型,综合利用3D瞬态电场和磁场模块对红细胞膜及其内外电磁场进行研究。给出了血泵稳定状态时的3D和2D磁感应强度分布云图,得到了细胞膜受到的最大磁感应强度值;通过最大磁感应强度值和血泵工况特点得到红细胞膜电场时域上的分布规律和幅值;综合细胞膜静息电位得到细胞膜电场耦合分布规律;基于以上条件求得细胞膜上感应磁场分布及细胞膜所受最大磁场力。尽管钕铁硼材料剩余磁感应强度很大,但血液和红细胞所受最大磁感应强度值仅为812 mT。由此得到的各项红细胞电磁特性参数值可为红细胞受驱动磁场影响下受到的电磁损伤和血泵的临床应用以及优化设计提供理论基础。

摘要：为了给类球形果实采摘机器人提供一种拟人手指的末端执行器,设计了一种欠驱动手指机构。通过设置指节限位块,并在中间传力机构两个转动副处添加不同刚度系数的扭簧,使欠驱动手指机构各指节在限位块约束的角度范围内依序转动,包络抓取物体时其构型稳定,并能保证各指节回程运动能回到手指机构的初始位置。同时,利用虚功原理建立了手指在包络抓取物体时各指节与物体之间的接触分力与总驱动力之间的静力学模型,通过ADAMS的动力学求解器对手指机构进行动力学计算。结果表明:设计的欠驱动手指机构包络抓取球形果实时运动确定,且能回到初始位置;ADAMS仿真结果和力学模型计算结果之间的3个接触分力误差分别为0.0 3 8、0.1 2 5 1、0.0 0 4 1 N,验证了静力学模型的正确性,可以为手指机构的柔性抓取控制提供参考。

摘要：针对大尺寸平面直线度测量的问题,提出了基于三点法的直线度测量方法,并在此基础上确定了测具的结构、参数和位移传感器的型号,选用MSP430F149型单片机来捕捉脉冲信号,并完成了测量仪器的设计。对采集的数据采用了最小二乘法原则来评定直线度。研究结果表明,该测量仪器能够满足自动加工中对直线度测量精度的要求,为大尺寸平面直线度测量技术提供了一种可以选用的测量仪器。

摘要：针对鞋样切割机对插补控制器功能的要求,设计了基于嵌入式的可重构运动控制系统。在对步进电机进行控制的前提下,对于比较积分插补算法在可重构器件中的实现进行了研究。经测试表明,所设计的嵌入式可重构运动控制系统能够完成对直线和二次曲线的快速、精确插补,而且系统易于扩展,能够实现更为复杂的控制算法。

摘要：以绿片岩和大理岩组成的层状岩体为研究对象,采用FLAC3D对互层状岩体进行了双轴压缩变形试验的数值分析,在数值分析中考虑荷载方向与层理之间的几何关系、大理岩夹层的体积含量和侧压比的影响.研究结果表明,双轴压缩条件下,轴向荷载方向平行于层理、侧向荷载方向垂直于层理时的破坏强度最大,轴向荷载方向垂直于层理、侧向荷载方向平行于层理时的破坏强度次之,轴向和侧向荷载方向均平与层理时的的破坏强度最小;当轴向荷载方向斜交于层理、侧向荷载方向平行于层理时,随着夹层倾角由0°增加至90°时,层状岩体的破坏强度呈先增大后减小的规律;随着侧压比由0增加到1.0时,层状岩体的双轴压缩破坏强度呈先增大后减小的规律.

摘要：以MSP430超低功耗单片机为核心,针对现有计时设备使用传统电池、具有累积误差等缺点,设计了一种太阳能低频时码接收装置。使用太阳能电池为系统供电,采用超级电容器作为储能介质。同时,加入了低功耗低频时码接收模块,并设计了一套解码算法用于校正系统时间。系统能自动校正系统时间至标准北京时间且不存在累计误差,对太阳能电池的最大功率点进行跟踪以达到最高转换效率,并可保证在阴雨天气等弱光环境中连续工作。