金属零件熔积成形过程形状质量的可视化诊断

利用单目视觉技术进行熔积成形过程监测;借助数字图像处理技术对熔积层形貌信息进行处理获得熔积层的宽度信息;以图像处理获得的熔积层缺陷点像素坐标为源头,通过文中建立的空间定位数学模型还原其三维空间位置信息,最后进行熔积层检测试验.结果表明,文中提出的单目视觉定位数学模型和数字图像处理算法能够准确的对熔积层宽度进行非接触地实时监测,并能够对可能出现的缺陷点进行快速的识别与准确的定位.因此文中方法能够实时调整与优化快速成形过程中的熔积工艺参数,保证制件形状与尺寸精度.

金属零件增量复合制造技术

增量制造技术变革了传统的机械加工减量成形和锻造等量成形模式,为制造难加工复杂高性能零件提供了新的思路。现有高能三束（激光、电子束、等离子束）金属零件自由增材制造技术存在成形效率不高、成本高、成形精度及性能可靠性不足的瓶颈问题。要克服上述技术瓶颈,既保持增量制造技术优势,又吸收传统技术优点,需要研究探索新的复合制造新技术。

固/液相等离子喷涂制备固体氧化物燃料电池复合电极

提出并研究以硅片为基体、采用固/液相等离子喷涂工艺制备固体氧化物燃料电池复合电极。固相送料方式喷涂阳极和阴极;悬浮液束流送料方式喷涂电解质。用CCD监测悬浮液束流与等离子射流形态,其特征分析结果表明最佳注射气压为0.25MPa。采用SEM和EDAX对电极涂层微观组织和组分进行分析,结果表明:喷涂距离是影响电解质涂层形貌、沉积效率和孔隙率的关键参数;悬浮液束流送料喷涂可以制备薄的(涂层平均厚度约为25μm)、组织精细的(粒度为2～4μm)、致密的(孔隙率约为2.15%)电解质涂层。

基于YSZ液料的液流/雾化等离子熔射射流形态及微观组织研究

采用8%(摩尔分数)YSZ粉末(d50=700nm)配置熔射悬浮液料,比较了送料气压、熔射功率对液流和雾化等离子射流形态特征的影响。利用SEM对制备涂层的微观组织进行表征,结果表明:雾化较液流液料输送方式制备涂层组织结构更致密,两种液料输送方式下熔射距离的增加均导致部分熔融粒子增多,其有助于形成孔隙结构。基于雾化送料制备了厚度为30μm,孔隙率为1.5%的精细结构YSZ涂层,可用于固体氧化物燃料电池的电解质层。

基于BP网络判据的工业机器人运动学逆解

以MOTOMAN UP20型六自由度机器人为例,建立了工业机器人的MDH模型。在此基础上提出了一种解决工业机器人运动学逆解中存在多解的问题的方法:利用BP网络算法所得的结果作为判据,进行机器人运动学逆解的自动选择,得出运动学逆解问题的唯一解,以实现从机器人工作空间到关节空间的非线性映射。

等离子熔积快速直接成形过程宏微观连成数值模拟

建立了等离子熔积快速直接成形(Plasma Deposition Manufacturing, PDM)过程多相混态场统一模型,基于蒙特卡罗法(Monte Carlo,MC)建立热影响区(Heat Affected Zone,HAZ)晶粒长大过程的数学模型。分析了不同热源功率工艺条件下熔池温度场和流场的变化规律以及特征点的温度循环曲线,进而探究了热源功率对热影响区晶粒尺寸与分布的作用机理。对AISI316合金等离子熔积过程进行了模拟,所得的计算结果与试验结果基本一致。

自适应光学技术在星地激光通信地面站上的应用

综述了自适应光学技术在星地激光通信地面站上应用的最新进展。针对星地链路中湍流效应导致的相干度退化和可用度降低的问题,自适应光学技术成为美国和欧洲等国正在研制的中继卫星至地光通信系统解决上述问题的主导手段。这些项目计划开展的自适应光学技术、白天和夜晚多地面站接收技术和相干通信技术等关键技术验证表明,星地激光通信正向高速相干和全天时高可用度的工程化推进。国内成功进行了多次星地光通信试验,高可用度的相干激光通信技术的验证正在积极开展,自适应光学技术已应用到多个地面站并取得了较好的初步试验效果,相关技术进展与国外水平保持一致。

TMT激光导引星系统设计

激光导引星系统(LGSF)是美国30 m望远镜(TMT)的组成部分之一,在满足TMT对科学目标高分辨力成像和光谱探测的性能需求方面,LGSF具有重要的作用。LGSF主要负责为窄视场红外自适应光学系统(NFIRAOS)和下一代TMT-AO系统提供人造钠导星。本文主要讨论LGSF以下几部分:设计概述,LGSF星群模式,LGSF波前误差分配,发射系统设计。

液相/粉末等离子射流形态特征可视化分析

用标准化相同二阶中心矩椭圆的长短轴比作为等离子射流形态的特征值,以反映射流温度、速度等相关工艺参数的变化,建立了等离子熔射成形过程在线可视化数据模型.实验中使用计算机视觉及图像处理技术研究了液相/粉末等离子熔射射流特征值与熔射能量相关工艺参数之间的关系.结果表明:随着熔射功率的增大,射流的特征值也增大,而液相熔射的特征值小于粉末熔射的特征值;随着Ar工作气体流量的增大,射流特征值并非增大而是减小.

自适应光学在星地激光通信中的研究进展

星地激光通信技术能打破传统微波通信的频谱限制,应对星地链路越来越高的通信需求。而自适应光学系统能有效地抑制大气信道中湍流的影响,提高星地激光通信链路的稳定性和可靠性,已经成为国内外星地激光通信系统中重要的组成部分。本文详细介绍了国内外典型星地激光通信地面站的自适应光学系统以及其主要参数指标。并结合目前光通信自适应光学技术的研究成果,总结出自适应光学系统更强的波前探测能力、更高的校正能力、更稳定可靠的工作性能以及更加自动化的发展趋势。为星地激光通信中自适应光学系统的研制提供参考,以保障星地激光通信链路的高可用度。

基于动态误差的柔性支撑优化设计

星-地激光通信具有通信距离远、传输信道复杂等特点,为建立稳定可靠的星-地激光通信链路,需要建立大口径的地面站。着重研究了地面站中500mm大口径主镜柔性支撑的点位分布及结构尺寸。让主镜组件既满足刚度需求,也具有柔度缓解其自身动态误差。在Isight平台建立光机热耦合的优化流程。运用Zernike多项式拟合面形得到精准的镜面RMS值;并以此为优化目标,获取柔性支撑点位的最优解及柔性杆尺寸参数的最优解。经过优化,主镜组件可适应温度范围扩大了约30℃;在俯仰角度变化下,主镜RMS值下降约2nm。对设备进行了相关试验,主镜面形均满足指标要求小于0.08λ。