摘要：基于电介质波导耦合理论,本课题组提出了一种超分辨干涉光刻方法。该方法通过构建非对称波导实现了倏逝波的增强传输和干涉调控。同时,通过优化设计电介质光栅,利用波导耦合效应,形成了单一衍射级次的选频传输,获得了光场强度大、均匀性好、特征尺寸约为48.75 nm(约为0.12λ)的干涉图形。基于此方法设计的超分辨光刻器件膜层结构简单,降低了近场光刻器件的结构复杂度,提高了光利用效率。该方法为倏逝波调控提供了新思路,也拓展了超分辨光刻器件的设计原理。

摘要：梁结构存在于建筑桥梁、飞机壁板等多种工程中,由于其低刚度、低阻尼特性,易产生低频大幅振动,造成结构疲劳损伤甚至破坏。针对传统夹层梁的结构参数固定、自适应性差等问题,提出基于磁流变弹性体的磁控智能夹层梁结构,能够在磁场作用下根据外界激励的变化,自适应调整结构的刚度和阻尼,实现振动的有效抑制。首先,针对传统夹层梁磁场施加困难、在空气中磁场衰减大等问题,提出内置多级线圈驱动的磁控夹层梁结构;其次,基于磁流变弹性体材料特性,分析了器件减振机理。最后,通过COMSOL仿真对磁控夹层梁进行磁场仿真,发现在3 A电流的作用下夹层梁的一阶固有频率由6.22 Hz变为9.16 Hz,阻尼比增大64.4%,验证了磁流变弹性体夹层梁的变刚度、变阻尼特性。通过多个频率激励实验验证了内置多级线圈驱动的磁控夹层梁的宽频隔振性能。

摘要：磁流变材料具备优异的智能磁控特性,基于其开发的隔振器在复杂振动抑制领域具有广阔应用前景。目前,多数磁流变隔振器仅具备单向隔振功能,缺乏与三向隔振应用相结合的研究。针对此问题,文中采用理论计算、动力学仿真及有限元分析相结合的设计方法,基于传统橡胶及磁流变液材料,设计了一种应用于机载复杂振动工况下的新型磁流变三向隔振器件,并搭建了三向隔振系统进行实验。结果表明,设计的隔振系统在垂向与横向的随机振动衰减效率分别达到了93.93%与96.01%,展现出了良好的宽频随机振动隔振性能。文中针对磁流变隔振器提出的设计方法可同样应用于面向目标需求的其他形式隔振器设计。

摘要：为抑制精密平台存在的时变振动,提出一种基于磁流变弹性体(magneto rheological elastomer,MRE)半主动自适应比例积分(proportional integral,PI)控制方法。首先针对MRE隔振系统,建立其动力学模型,并根据MRE变刚度隔振原理,推导半主动控制条件;其次以响应加速度和目标加速度偏差作为PI控制器输入,通过遗传算法获得不同频率、幅值激励下的最优PI控制参数,并基于被动参考模型获得频率幅值依赖自适应律。该方法无须通过复杂的傅里叶变换辨识频率,实时性高;最后通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性;结果表明,与传统PI控制器相比,自适应PI控制器对40~50 Hz、1.0~3.0 m/s^(2)时变振动具有更大的抑制。

摘要：我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上,对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。

摘要：针对体内介入式医疗应用需求,提出一种基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器设计与制作方法。通过理论分析建立了适合超弹性体硅橡胶材料的Mooney-Rivlin力学仿真模型,对不同组分、厚度感压材料的受压变形状态进行了理论分析,并获得优化的传感器材料及结构参数。进一步提出微型光纤法珀压力传感器的制作方法,通过感压性能测试、温度影响测试和体外血液压力测试,对比验证了不同参数传感器的感压性能。结果表明,在感压材料直径180μm、厚度250μm时,测压范围0~40 kPa内传感器的压力灵敏度达到154.56 nm/kPa,20℃~50℃大温度范围内引起的压力测量相对误差仅为0.36%,温度对压力测量的影响完全可忽略。相比传统膜片式光纤压力传感器,基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器不仅尺寸小、灵敏度高,还具有成本低、方便制作的技术优势。

摘要：温度测试对于航空发动机设计与研制具有极其重要的意义。航空发动机的测温环境具有高温、高压、高速气流冲击、高转速、安装空间狭小等特点,还要求测温系统具有大量程、高精度和高稳定性的工作性能,可供选择的测温方法非常有限。光纤温度传感器具有体积小、抗电磁干扰、极端环境下的安全可靠和使用灵活等优点,并具有串联复用的准分布式传感能力,在航空发动机温度测试中有很好的应用前景。本文对比总结了基于光纤布拉格光栅、光纤法布里-珀罗、光纤超声和光纤辐射等几类典型的光纤温度传感器的传感原理、制造工艺和技术特点,分析了航空发动机研制中不同对象和场景的温度测试需求,对光纤温度传感技术在航发测温领域中的应用研究现状进行了分类整理和发展水平综述,对其在未来实际应用中存在的不足进行了分析,最后对其在未来研究及应用的发展方向进行了展望,为后续航发测温领域研究及应用提供参考。

摘要：针对元学习少样本分类样本特征鉴别能力不足的问题,提出了一种类内-类间通道注意力少样本分类方法(Intrainter Channel Attention Few-shot Classification,ICAFSC)。ICAFSC在原型网络基础上设计了一个类内-类间通道注意力模块,该模块通过类内-类间距离度量计算通道权重实现特征加权,提高特征对类别的鉴别能力。为了克服直接在元训练阶段学习类内-类间通道注意力模块容易出现过拟合或欠拟合现象的问题,ICAFSC在原型网络的元训练之前增加一个预训练阶段。该阶段设计具有大量标记样本的分类任务,并利用这些任务充分训练类内-类间通道注意力模块,促使该模块达到较优的状态。在原型网络的元训练和元测试阶段,ICAFSC冻结类内-类间通道注意力模块的参数,分别实现少样本分类经验的学习与迁移。在MiniImagenet数据集上分别开展了1-shot和5-shot的少样本分类实验。实验结果表明:本文提出的类内-类间通道注意力少样本分类方法与原型网络相比,在1-shot和5-shot条件下分类准确率分别提高了1.93%和1.15%。

摘要：电子直线加速器焦点尺寸是影响高能工业CT空间分辨率等关键技术指标的主要因素之一。IEC 62976-2021和GB/T 20129-2015的“三明治”法(或称叠片法)是现行的无损检测用电子直线加速器焦点测试标准。但在实际操作中,该方法不仅过程繁琐,且在胶片曝光、冲洗、条纹计数等过程中人为因素影响大。此外,理论仿真发现“三明治”测试模块的金属片及塑胶片厚度对测量结果影响的误差超过±12.5%。针对该方法的不足,研究并设计了一套焦点测量方法和装置——狭缝平移扫描法及装置,并进行焦点扫描测试和CT空间分辨率验证等实验。结果表明,所提方法相对于“三明治”法,测量结果客观、准确、重复性好,这对于电子直线加速器的焦点尺寸精确测量和高能工业CT系统性能评估和优化设计具有重要意义。

摘要：作为电流调节阻尼参数的器件,磁流变液阻尼器在车辆悬架减振和航空振动隔离等领域具有广泛的应用前景。针对磁流变液阻尼器非牛顿流体建模,其存在不能预测阻尼器速度特性中存在滞回效应的问题,以及目前缺乏流道参数对阻尼器调节范围影响的研究。分析了环形流道混合工作模式下磁流变液的链化特征,采用了颗粒链化模型推导了预屈服阶段下的理论阻尼力表达式;利用Newton流体模型与Herschel-Bulkley模型分别描述无磁化区域与磁化区域磁流变液的本构关系,推导理论阻尼力表达式,在应用有限元方法对磁路仿真分析的基础上,建立了基于流道加权平均磁场叠加集成模型。根据研究的结果,设计并制作了磁流变液阻尼器,使用MTS试验机验证了预屈服阶段的颗粒链化模型与屈服阶段的准静态模型的有效性;利用预屈服链化模型与叠加集成模型分析了线圈匝数、活塞速度、阻尼流道间隙、阻尼流道长度等参数对磁流变液阻尼器调节范围的影响。研究表明,预屈服阶段的颗粒链条模型能够有效地预测速度特性的滞回效应,屈服阶段的叠加集成模型能够有效地预测其示功特性,线圈匝数与阻尼流道长度相对其他参数影响对阻尼器调节范围影响更为显著,为同类型设计提供有效参考。