具有公自转运动模式的高效轮式抛光工具设计

为了提高光学加工效率,缩短大口径光学元件制造周期,本文提出了一种具有公自转运动模式的新型高效抛光方式,对其结构、工作原理以及去除特性进行了研究。首先,介绍了公自转抛光装置机械结构及工作原理。接着,根据Hertz接触理论和Preston方程进行了去除函数建模,讨论了不同转速比情况下的去除函数形状。然后,根据理论模型进行了去除函数实验、工艺参数实验以及稳定性实验,研究了压入深度、转速等工艺参数对去除结果的影响。最后,进行了200 mm口径SiC工件的仿真加工。实验结果表明:在2 mm压入深度、200 rpm转速情况下,去除区域直径为19.23 mm,体去除率达到0.197 mm^3/min,去除效率高于同等去除区域大小的传统小磨头加工方式;仿真加工结果表明:SiC仿真镜经过3.7 h加工,面形从3.008λPV,0.553λRMS提高到0.065λPV,0.005λRMS,收敛效率为达到98.18%。

一种公自转组合式风力发电系统的研究与设计

由于地理环境和气候条件等因素的影响,导致风向的复杂多变,通过对传统风力发电系统的受风情况进行分析发现,部分风能未能得到有效利用,同时受到变应力的作用,影响设备的使用寿命。通过对风向的深入分析,对其进行结构创新设计,实现六面受风,在各种风向的情况下,都能达到风能的最大化利用,进一步提高风能的利用率;公自转组合设计,在变荷载的作用下可有效提高抗疲劳强度,增强抗风性能,增强风力发电系统的适应性。

公自转磁流变抛光循环装置及其稳定性

磁流变抛光中磁流变液的循环更新是产生确定性去除的重要条件。该文针对循环系统展开分析,讨论了机械结构稳定性、磁流变悬浮液性质、循环系统压力流量稳定性及温度稳定性等因素的影响;并针对公自转磁流变抛光设备提出了特有的轮上磁流变液循环装置,开展了相关的分析和实验研究。结果表明:该轮上循环装置满足了公自转加工的要求,并且明显增强了公自转磁流变抛光设备的去除稳定性和去除效率。

三级公自转行星系统中弯月透镜表面膜厚均匀性的研究

为提高弯月透镜表面的膜厚均匀性,对三级公自转行星系统中弯月透镜表面进行了膜厚均匀性的研究。构建了三级公自转行星盘的运动轨迹方程,并根据膜厚计算公式,建立了与三级盘倾角、公转半径有关的弯月透镜表面相对膜厚分布模型,采用电子束蒸发和离子束辅助沉积技术对分布模型进行了实验验证。此外,根据多次实验结果优化三级公自转行星系统结构参数,以提高弯月透镜表面的膜厚均匀性。实验结果表明,在未使用修正挡板技术的情况下,当公转半径为650 mm、倾角为60°时,可将弯月透镜凸面表面膜厚均匀性控制在±2.45%以内。

离子束刻蚀改善膜厚均匀性的研究(特邀)

为了提高光学透镜表面的膜厚均匀性,用离子束刻蚀原理修正膜厚均匀性,用法拉第探针测试不同参数离子源的离子束密度,并研究不同离子束密度对Ti_(3)O_(5)膜层均匀性的影响。采用电子束与离子辅助沉积技术在未安装修正挡板的三级公自转行星盘真空镀膜机进行实验,对测试结果用Optilayer进行膜厚拟合,并用Zygo干涉仪测量粗糙度,分析离子束刻蚀对透镜表面形貌的影响。结果表明通过离子束的刻蚀,可见光波段Ti_(3)O_(5)单层膜的均匀性为0.36%,粗糙度由0.036 nm变为0.037 nm。

控制力矩陀螺轴承组件摩擦力矩特性研究

控制力矩陀螺轴承组件是空间飞行器姿态控制系统的核心部件,其轴承的性能直接影响着空间飞行器姿态控制系统的控制精度和使用寿命,甚至危及空间飞行器安全.对于控制力矩陀螺轴承组件,轴承摩擦力矩大小及其波动性是轴承的关键性能指标,针对空间飞行器控制力矩陀螺轴承组件,在滚动轴承摩擦学和动力学基础上,建立六自由度控制力矩陀螺轴承组件非线性动力学微分方程组,并采用预估-校正的GSTIFF(Gear stiff)变步长积分算法进行求解,对其在有/无重力的工作环境、公-自转工况、轴承预紧力以及保持架兜孔间隙对轴承摩擦力矩幅值及其波动性的影响进行分析.分析结果表明:预紧力对轴承组件摩擦力矩影响显著,预紧力过大或过小都不利于降低摩擦力矩及其波动性,对于本文分析的轴承组件最佳预紧力为50~55N;保持架稳定性受重力影响显著,无重力时自转工况下保持架较稳定;过小的兜孔间隙会使摩擦力矩增大,过大的兜孔间隙会使摩擦力矩波动性增大,存在最优兜孔间隙使得摩擦力矩及其波动性都较小,针对本文分析型号的轴承组件,间隙比应控制在0.6~0.8之间.

公-自转耦合的滚针轴承保持架振动特性

建立了含公-自转耦合的行星轮滚针轴承动力学微分方程组,采用gear stiff(GSTIFF)变步长积分算法对微分方程组进行求解,对比研究了有无公转工况下保持架的打滑率和振动特性,分析了公-自转耦合工况下结构参数和工况参数对两者的影响。结果表明:纯自转工况下保持架振动加速度幅频图各倍频处对应1个幅值,公-自转耦合工况下各倍频处对应2个幅值;在公-自转耦合工况下,保持架振动幅值随径向力和公转速度的增大而增大,随自转速度的增大而减小,存在一个最优间隙比,即间隙比为1左右时使保持架振动幅值最小;保持架打滑率变化趋势与纯自转时一致,但数值减小且减幅越来越大;综上,公-自转耦合工况下会增大保持架径向振动特性,减小周向振动特性。

治学之五味——自反及自勉:我从文到艺的理论旅行

治学过程可谓一种五味杂陈的体验。教师的治学之乐在于同学子分享治学过程的人生滋味。一是酸味,表现为欲前先后,即要想置身学术前沿需先后退回历史中去观察和积累。二是辛味,表现为体与理偕,即体验与理性相偕而行,注意艺术体验与学理分析相互交融。三是甘味,表现为只眼见独,以独具只眼的精神去寻求独到的学术发现或独特学术见地。四是咸味,表现为求新不止,即把求新作为学者的本能或天职,仿佛发自本能地不断寻求自我变化、更新或否定。五是苦味,表现为自转和公,即学者治学应按学术规律自转,并在自转的同时适当应和公转节拍。这种苦味可能同时构成最基本和最高的治学境界,属于治学滋味中最具根本性意义的一种,会决定学人一生的自觉取向及独特学术成就的高低,并令其付出相应代价。