摘要：偏振调控技术能够直接满足偏光显微镜在可见光波段快速、高精度识别检测的需求,其关键是,在提高偏振消光比的同时,具有较高的光利用率。基于等效介质理论和谐振腔的共振增强机理,设计了一种多变量纳米线栅复合结构;采用时域有限差分方法,通过数值仿真,分析了纳米线栅各结构参数和偏振调控的变化关系,能够实现可见光波段宽角度入射、高透过率和高消光比的偏振快速调控功能;结合实验室现有条件,采用纳米压印技术进行样品制备和实验验证。实验和仿真结果表明:在入射角度±35°内,TM模偏振光的透射率和消光比分别高于60%和35 dB;并且在532 nm激光源垂直入射时,TM模偏振光的透射率和消光比与仿真结果误差范围为4%。与现有偏振显微镜设备中偏振器相比,所设计的纳米线栅偏振调控在保证高透过率的同时,消光比提升了1.5倍。

摘要：基于密度泛函理论的第一性原理方法在考虑了固溶体化学短程序特征后计算得到的合金的基本性质更为可靠。本工作将描述固溶体短程序的团簇加连接原子结构模型嵌入到第一性原理计算中,获得了一系列合金的基本物性数据;构建了数据管理系统,形成成分与性能数据库;进而采用多种机器学习算法构建合金成分与性能的预测模型,并对其进行对比分析;在此基础上,筛选最优算法,以精确预测合金的性能,并实现以性能为目标导向的成分设计;最终形成了一种基于第一性原理计算的固溶体合金集成学习设计方法,并开发出可视化程序软件。该方法有望大幅提升高性能先进合金材料研发的效率。

摘要：调控薄膜基底结构的表面不稳定性已被成功应用于制备可延展的新型电子设备中。然而,该类电子器件在工作中需要承受外部载荷作用,致使薄膜-基底结构界面处残余应力集中,容易诱发薄膜电子器件与基底脱粘与分层。该文将从理论分析和数值仿真角度,研究压电薄膜在柔性基底表面上的失稳特性。由于压电薄膜变形具有大位移小应变的特点,该文基于非线性Euler-Bernoulli梁理论与能量最小化原理,建立压电薄膜基底结构无屈曲、褶皱、局部屈曲及全脱层屈曲模式的理论分析模型;从能量角度定量分析了薄膜-基底结构4种模式相互演变的临界条件;通过数值仿真,验证了该文解析结的有效性,定量、定性的讨论了薄膜基底结构的材料、几何参数对4种模式演变的影响。研究结果表明:改变基底弹性模量、预应变、物理场强度和界面粘附系数能够调控压电薄膜基底结构的屈曲模式;通过调控温度变化量和电压的方式,能够实现对压电薄膜基底结构的失稳特性精细化调控。该文的研究结果将为提升薄膜基底型的电子器件的稳定性及优化设计提供理论支持。

摘要：传统基于单个固定折射率透镜和渐变式折射率透镜制备光纤阵列准直器的方法,存在阵元数扩展困难、封装工艺复杂且集成化困难等缺点。利用光学微透镜易阵列化且阵元特性一致性好等优点,提出了基于平凸微透镜阵列制备光纤阵列准直器的方法。根据高斯光学和矩阵光学理论,对光纤阵列准直器的准直特性进行了理论分析和仿真,确定了光纤阵列准直器的相关设计参数,据此加工制备了四阵元一维排布光纤阵列准直器,其阵元间距为250 μm。通过远场光斑法对光纤阵列准直器的主要性能参数远场发散角进行了测量,并采用蒙特卡洛法对测量不确定度进行了分析与评定。光纤阵列准直器各通道远场发散角的测量值分别为0.69°,0.67°,0.71°,0.68°,测量扩展不确定度为0.02°,该测量结果在设计容差(0.68±0.03)°之内。该光纤阵列准直器具有良好的准直特性,能够满足光纤通信系统中光纤阵列准直器小型化和集成化的需求。

摘要：TC4钛合金薄壁构件通常采用热成形方式加工,其热成形前后的加热及冷却过程的温度变化速率会引起显著的微观组织演化,进而影响成形构件的力学性能.本文中设计并搭建了一套电阻加热及气体冷却装置,研究了热成形前后的温度、加热速率和冷却速率对TC4钛合金板材力学性能的影响.结果表明:加热速率对TC4钛合金的屈服强度影响显著,加热速率越快,板材冷却后的屈服强度越低;当板材分别以30,100℃/s加热至900℃后,再以200℃/s冷却至室温,其屈服强度相差24%;冷却速率对TC4钛合金的屈服强度同样影响显著,当板材以60℃/s加热至850℃后,再以200℃/s冷却至室温,其屈服强度比冷却速率为5℃/s时提高了16%。该研究结果可为TC4钛合金薄壁构件热成形温度参数的合理设计提供依据.

摘要：介电弹性体(Dielectric Elastomer,DE)具有显著的电致变形效应,刚度无法调控是制约其应用的关键瓶颈问题。本文将具有电致变模量特性的电流变弹性体(Electrorheological Elastomer,ERE)与商用介电弹性体VHB4910层叠复合,并涂覆柔性电极,制备介电流变弹性体(Dielectric Electrorheological Elastomer,DERE)。设计电致变形和电致变模量测试系统,对DERE和VHB4910的电致变形行为和电流变效应进行测试。实验结果表明,DERE的电致变形效应较VHB4910提升了20倍,且具有显著的电流变效应:在3kV/mm电场下,其剪切储能模量较零场下增长了11%。介电流变弹性体兼具电致变形及电致变模量效应,可用于开发变形-变刚度一体化软体驱动器。

摘要：为了获得TiC铁基合金粉末在316L不锈钢上的激光熔覆最佳工艺参数,提出了一种基于遗传算法优化的反向传播(BP)神经网络的激光熔覆参数优化方法。设计三因素五水平的全因子试验,测量了熔覆层的宏观形貌和平均硬度,建立输入参数(激光功率、扫描速度、保护气流量)和响应量(熔覆层宽度、熔覆层高度、稀释率、显微硬度)的神经网络模型。以多元非线性回归分析工艺参数对响应量的影响,并以综合灰关联度表征熔覆层的综合性能,寻优得到最佳参数。试验结果表明,激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、稀释率和显微硬度的影响明显,而保护气流量对熔覆层高度影响最显著,遗传算法优化的BP神经网络模型各响应量模型的拟合优度均达到0.85~0.91之间,GA-BP模型精度良好,当参数为1090 W,扫描速度为4.4 mm/s,保护气流量为10 L·min^(−1),综合性能最佳,表明BP神经网络算法适用于激光熔覆层质量控制和参数优化。

摘要：当前我国中小企业的零部件重用还存在着较多困难,主要是重建零部件知识库工作量大及知识检索困难.为此,给出粗细粒度双网映射的零部件设计知识重用方法.在中小企业现有产品零部件图形数据库和CAD设计基础上,建立包括零部件图形数据库内容的树状知识网,称之为细粒度知识网,该树状知识结构与原数据库的结构相符合.另外构造一个纲目式粗粒度网络状零部件知识网,并用本体OWL表示.该双网映射零部件知识重用可用于中小企业基于变型设计或自适应产品零部件设计,或将来基于Web的中小企业产品设计重用.减速器的零部件设计重用实例表明了所提的双网映射的零部件设计重用方法的有效性和实用性.

摘要：针对多舱段(或支承面)卫星舱组件布局未考虑动态组件分配将限制其进一步优化问题,提出一种动态组件分配与组件布局集成优化方法。采用禁忌搜索算法实现可变组件分配,即在优化迭代过程中不断重新分配组件至各舱段(或支承板面),采用改进粒子群算法实现该组件分配方案下的组件布局优化。以简化的卫星返回舱为背景的旋转多舱组件布局优化案例验证表明,该方法显著提高了其布局设计指标的质量。

摘要：以简化的国际商业通信卫星(INTELSAT-III)舱内布局设计为背景,探讨基于Pro/Engineer二次开发的该CAD系统若干关键技术.包括开发版本和模式的选择、应用程序的界面定制和流程控制、布局子空间的定义与划分、自动装配定位技术的实现以及Pro/Engineer软件中各功能模块的外包利用等.上述二次开发技术经该布局系统验证,有助于Pro/Engineer二次开发过程的研究与应用.