摘要：针对传统微细电火花脉冲电源普遍存在的放电频率低、脉宽较大、纳米级高效蚀除能力难以日益提高的问题,设计出了一种基于电路共振原理的甚高频微能脉冲源,该脉冲源可产生放电频率55MHz、电压峰峰值220V的开路电压波形,电压脉宽可压缩至9.1ns。进行了不同开路电压下的放电实验,获得了各实验条件下的放电波形。实验结果证明所设计的甚高频微能脉冲源具有良好的加工工艺性能。

摘要：为了提高小孔节流空气静压轴承的静动态性能,基于流体力学和固体力学的基本控制方程,建立小孔节流空气静压轴承双向流固耦合数值模拟模型;采用静态数值模拟方法获取了设计参数对承载力和刚度的影响规律,进一步对微气膜间隙内三维流场特性进行了分析,有效降低了微气膜间隙内气体冗余现象对空气静压轴承动态稳定性的影响,并在数值计算的基础上对空气静压轴承结构和工作参数进行优化设计;在气体静压试验平台上对自行研制的空气静压轴承进行静动态特性测试。试验结果表明:所提出的数值模拟方法具有很好的预测效果;所采用的优化设计方法能够显著提升空气静压主轴的静动态特性。

摘要：航空航天类产品面临愈加剧烈的振动环境,同时对结构的设计也提出了更高的轻量化需求。针对简谐基础加速度激励下的结构振动抑制问题,基于高比强度、比刚度的轻质点阵结构,提出通过优化点阵结构杆件的截面尺寸来降低结构动响应的优化方法。以点阵结构杆件的截面尺寸为设计变量,结构体积为约束,建立简谐基础加速度激励下结构关键点处位移响应最小为优化目标的优化数学模型。采用模态位移法高效求解结构动响应及灵敏度,并通过GCMMA优化算法实现优化问题求解。数值算例和振动实验表明所提出的点阵结构优化方法在保证结构轻量化的同时,能够大幅度降低结构的振动响应。

摘要：为解决HR-2抗氢钢电子束插接焊有效熔深不足、焊缝处开裂等问题,采用BBD设计试验方案,基于响应面法建立了HR-2抗氢钢电子束插接焊焊接工艺参数(聚焦电流、焊接速度、束流、倾斜角度)与预测响应值(有效熔深、接头抗剪承载力)之间的统计模型.根据有效熔深和接头抗剪承载力的要求优化焊接工艺参数,并通过优化电子束焊接工艺参数来预测电子束插接焊的有效熔深和接头抗剪承载力,实现焊缝截面形貌与接头强度的最佳组合.结果表明,模型拟合度较好,有效熔深预测值比实测值高1.17%,接头抗剪承载力预测值比实测值高2.63%,得到较优的焊接参数为:聚焦电流2.46 A,焊接速度10.00 mm/s,束流8.20 mA,倾斜角度11°.在该参数下的焊缝有效熔深1347.82μm,接头抗剪承载力13.525 kN.

摘要：通过正交试验和分析的方法研究了电子束焊接中主要工艺参数:电子束流、焊接速度、焦点位置、扫描图形、图形尺寸以及扫描频率对焊接接头熔深和熔宽的影响规律.结果表明,电子束流和焦点位置对接头熔深和熔宽的影响最为显著,其次为焊接速度,而束流扫描参数,如图形、尺寸和频率对熔深的影响相对较小.利用优化的电子束参数组合焊接得到成形和质量良好的接头.焊缝内部分布着均匀细小的枝晶结构,其组织为先共晶α-Al固溶体和非平衡的共晶组织.

摘要：由于色散物镜轴向色散与波长间的非线性会导致仪器整体性能下降,本文研究了光学系统轴向色散与透镜组之间的关系,推导了轴向色散的传递公式。为得到较大的线性轴向色散,根据轴向色散的传递公式提出了一种正负透镜组均采用线性色散光焦度组合且正负透镜组分离的镜头结构。光学优化设计表明,具有正负透镜分离结构的色散物镜可以得到低的球差和大的轴向色散,而且具有较大的工作距离。设计的色散物镜在430～710nm得到了1mm的轴向色散,轴向色散与波长之间的相对非线性度为4.6%,灵敏度的波动量小于整体的1/3,优于之前的研究。采用所设计的色散物镜,光谱共焦显微镜能够得到优于0.3μm的轴向分辨率和优于5μm的横向分辨率,满足精密测量的需求。

摘要：研制了高精度的光谱共焦位移测量系统并完成相关测试。基于色差理论和材料优化选择设计一种色差与波长成线性关系的色散物镜,有助于平衡系统在全测量范围的灵敏度。理论分析了系统参数对系统的影响规律,计算了针孔尺寸与系统的分辨率和信噪比的关系,给出了参数优化结果。利用设计的线性色散物镜和参数优化结果,构建了光谱共焦测量系统,完成了系统的校准、测试和应用研究。结果表明,系统的轴向测量范围达到1 mm,分辨力优于0.5μm,全程测量误差小于2μm,符合设计要求。

摘要：提出了一种高斯型去除(GTR)函数生成过程的数学建模方法。基于环路积分的思路,建立了一种旋转扫掠生成GTR函数的数学模型,明确了喷嘴高度为决定GTR函数形貌的关键工艺参数,验证了模型的正确性。在该模型的指导下,进一步研究了生成GTR函数的喷嘴高度范围和GTR函数的形貌变化规律,发现当回转中心与定点斜入射去除函数最深点重合时,生成的去除函数最接近理想高斯型。这对实际加工中工艺参数的优化具有理论指导意义。

摘要：磷酸二氢钾（KDP）晶体是一种非常优良的非线性光学晶体材料，在强激光系统中有着重要应用。但其理化性质特殊，加工高表面质量的元件难度很大。目前研究认为磁流变抛光技术能够获得高精度的KDP晶体表面，但是该加工过程带入的表面残留如不清除，会大大降低元件的性能。提出了一种针对磁流变抛光后续的KDP的清洗技术，设计了含水活性清洗液，结合超高频超声作用共同去除KDP表面残留。光学显微镜和白光干涉仪分析表明，该技术较好地去除了表面残留，并且晶体表面粗糙度有所降低。拉曼光谱和激光干涉仪测试表明，清洗前后KDP表面化学结构和面形精度一致。该研究获得了较为满意的结果，说明该方法是一种有应用前景的KDP超精密清洗方法。

摘要：针对生产实践中的特殊零件,对机器人总体设计、并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等进行了研究。该机器人基于视觉装配,采用主动柔顺的方法保证零件之间的正确装配关系,有效地提高了装配质量和减少了对人工技能的依赖。