多层并联压电作动器快速响应的尺寸优选

压电作动器是星载卫星天线高精度形面控制的主要元件,但其在工作时加载电压后容易引起瞬态和残余振动,影响控制稳定性和控制精度。针对压电结构在动态形状主动控制过程中的振动抑制问题,课题组设计了一种具有位移放大的多层并联压电作动器结构,并对压电作动器在阶跃激励下的瞬态响应进行分析,揭示了中间层材料和结构尺寸等关键参数对作动器响应速度的影响规律,提出了压电双晶片作动器快速响应的尺寸优选方案。研究结果表明设计的压电作动器具有输出位移大、响应速度快的特点。该研究可为大型天线形面主动控制的高精度作动器研制提供依据和技术支撑。

冷冻靶中硅冷却臂的温度场和力学分析

冷冻靶是实现惯性约束聚变高能量增益的重要靶型。冷却臂是冷冻靶的重要部件之一,通过它将冷源与铝套筒相连接,用于获得靶丸内均匀氘氚冰层时所需的精确温度,同时冷却臂也用于均匀夹持铝套筒。首先测试分析了硅材料在深低温下的热传导系数,表明硅材料在该温区具有优异的热传导能力。研究了硅冷却臂结构参数对冷却臂温度场分布的影响。分析不同晶向硅冷却臂周向均匀夹持铝套筒的特性,提出基于(111)晶向硅片研制冷却臂。研究了冷却臂力臂夹持力和共振频率,并对硅冷却臂的热-结构耦合进行分析。最后设计具有16个夹持力臂的二级分叉结构的冷却臂。基于微电子机械系统技术研制了硅冷却臂样机,并测试了冷却臂的侧壁垂直度和力学特性。将研制的硅冷却臂与铝套筒进行装配,表明冷却臂中力臂的力学特性能够实现对套筒的夹持。

筒体焊接法兰孔加工装置CNC系统研究及开发

在基于LINUX操作系统的RAM嵌入式系统上实现适合于X、Z和主轴旋转的3方面具备马鞍坡口加工的CNC装置。选用ARM嵌入式系统作为硬件核心,在PC机上用C++与ARM9汇编语言进行系统软件开发,应用复合插补法完成孔加工装置的数学模型。开发设计出用于马鞍坡口加工的涉及主轴复合联动的专用两轴控制CNC系统。

用于低温环境的铂电阻温度微传感器

目前,铂电阻温度传感器主要应用于73 K(-200℃)以上环境的温度检测。设计了可用于10 K(-263℃)～200 K(-73℃)低温区的铂电阻温度微传感器。铂电阻温度微传感器采用对称的折回型结构,这种结构有效地降低了交流感抗的影响。传感器的敏感薄膜是一层采用磁控直流溅射沉积厚度为200 nm的铂薄膜。采用QD PPMS仪器测试传感器的电阻与温度的变化关系,得出传感器的电阻温度系数(TCR):研制的温度传感器的电阻温度系数在温度高于30K(-243℃)时可达到9980×10-6/K,同时在低于30K(-243℃)的深低温区域TCR也可达到3730×10-6/K。

NiCr薄膜微加热器在低温环境下的电学特性研究

设计了一种适用于深低温环境的微型加热器。使用AC磁控溅射技术将NiCr(80/20 at.%)合金沉积到SiO2/Si基底上,并采用微加工工艺实现薄膜图形化,作为加热器的加热元件。研究了NiCr薄膜的电学性能和晶体结构与退火条件之间的关系。实验表明:在450℃氮气环境下退火30min,可以获得深低温性能优良的NiCr加热器。该加热器在20K时的电阻温度系数(TCR)为80.80×10-6/K。X射线衍射(XRD)分析显示NiCr薄膜在450℃氮气环境下退火后,薄膜的结晶度增大,因此,退火条件对薄膜的电阻率和电阻温度系数有较大的影响。

用于太阳能电站的一种分布式功率放大反射阵天线

分布式功率放大可用于提高反射阵天线的有效全向发射功率(EIRP)。为了达到实验验证的目的,设计并制备了12×12个单元的C波段反射阵天线,单元采用正交H形槽的孔径耦合贴片结构,并集成了功率放大器以有效提高天线EIRP。对单元进行了仿真计算,频率为5.8 GHz时,在不同的微带线长度和不同的斜入射角下,单元的反射系数低于-10.0 dB,隔离度优于31.8 dB。反射阵天线样机测试结果显示,天线具有较好的辐射方向图,有源增益为37.4 dBi,方向性系数为27.3 dBi;非线性性能测试结果表明,1 dB压缩点输入功率为24.8 dBm,测量EIRP可达61.2 dBm。

用于可重构天线的高精密作动器研究

随着反射阵天线技术的不断发展,集成了高精密运动执行器的反射阵天线能够实现波束扫描,成为了一种新型天线的研究热点。为了便于集成及可工程化,要求执行器具有较小的体积、低功耗、快速响应、可靠性高,以及简单可控等。研究的执行器主要由压电双晶片和高精度微型齿轮组成。通过对一组双晶片交替电压载荷,执行器可以实现往复旋转。研究过程中,使用多物理场耦合有限单元法优化了执行器的结构及几何参数。通过精密机械加工技术实现执行器各组成部件的制备。双晶片由压电陶瓷和玻璃纤维材料制备而成。金属材料用于制备执行器的外壳和执行器中的微齿轮,并对制备的零部件进行装配,测试得出执行器的相关性能与设计结果对比基本一致。

负泊松比材料于可重构天线反射面的应用研究

为了提高在轨卫星天线反射面型面重构过程中的变形能力,减小局部应力及作动力,提高型面重构的精度,对反射面重构中的变形情况进行力学理论分析,得到泊松比参数对型面重构应力的影响。本文给出了反射面在主曲率方向的曲率变化及面内应变变化情况下,使应力最小的泊松比参数取值方法。以一可重构赋形反射面为算例,采用具有阵列椭圆孔结构的泊松比可设计超材料作为发射面材料,通过优化椭圆孔的几何参数,得到所需泊松比参数;以提高型面重构精度及作动力小为目标,通过有限元仿真计算确定反射面的厚度。

英语课堂教学的直观性

从教学的直观性入手 ,阐述了板书设计与课堂语言组织直观性的内容 。