Ti6Al4V钛合金脉冲激光抛光微裂纹产生机理与尺寸特征研究

为研究脉冲激光抛光过程中微裂纹产生机理及抛光主要参数对微裂纹尺寸特征的影响规律,建立了脉冲激光抛光温度场与应力场的有限元计算模型。在有限元模型建立过程中,采用温度场与应力场的顺序耦合方式,考虑了相变潜热和随温度显著变化的材料参数,得到了温度场与应力场在时间上和空间上的变化规律。通过温度场、应力场以及Ti6Al4V钛合金的凝固过程分析,揭示了Ti6Al4V钛合金激光抛光过程中微裂纹产生机理与尺寸特征规律。通过脉冲激光抛光实验验证有限元计算模型的有效性,结果表明:Ti6Al4V钛合金激光抛光微裂纹产生于Ti6Al4V钛合金的凝固时刻,微裂纹的宽度决定于Ti6Al4V钛合金凝固时刻热应力引起的塑性变形,微裂纹的深度决定于Ti6Al4V钛合金激光抛光熔池深度;激光功率是微裂纹尺寸特征的主要影响因素,激光功率增大时微裂纹宽度及深度均显著增大;在脉冲激光抛光中可通过外加预热的方式减缓熔融态金属的冷却速度,以减小抛光后的表面裂纹,有效减小微裂纹尺寸特征。

基于PCA与BP神经网络的产品几何尺寸特征与性能特征关系建模

提出一种基于PCA与BP神经网络的产品几何尺寸特征与质量特征关系模型,首先根据经验提取产品性能特征影响较大的尺寸特征进行相关性分析,再进行主成分分析,留下质量较好的数据组,然后利用这些数据样本进行BP神经网络训练和预测,最终得到理想的模型。该模型的研究能为产品的设计提供一定的参考,另外生产中可通过该模型预测产品的质量特征,由预测结果可挑出质量不合格的产品,及时返修,因此没必要测量所有的产品质量特征,从而减轻劳动强度,降低生产成本,缩短生产周期。以微电机为例验证了该模型的有效性。

考虑油液流变时变特性和深度特征尺寸的静压转台流动分析

转台用液压油的非牛顿特性及随时间推移流变特性的变化,将影响油液在转台内的流动以及承载能力。以双环形静压转台为研究对象,针对油液的流变时变特性,提出了一种虚外力项LBM方法,并利用泊肃叶流的理论解进行了验证,通过仿真分析发现,双环形转台侧边入油口可有效增加中心凹槽的压力,改善承载能力。油液流变时变特性和转台深度特征尺寸是两个重要因素。相对于速度分布,封油边深度及油腔深度对承载能力的影响更加显著。随时间推移,油液黏度增大,使油液的流动减缓,速度减小,承载能力变弱,因此建议定期更换液压油,以保证转台的正常工作。

基于405nm LED光源DMD无掩模光刻SU-8的特征尺寸研究

SU-8光刻胶具有良好的机械性能、耐化学腐蚀性和高的热稳定性,已成为制作高纵横比聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片阳模的首选材料。本文突破了SU-8光致抗蚀剂在365 nm-400 nm波长范围内感光区的限制,通过多次曝光积累曝光强度,达到SU-8光阻的曝光强度。我们介绍了一种使用DMD数字无掩模光刻的倾斜扫描在相同位置重复曝光(ISPRE)来制造SU-8模具的方法。与传统方法的不同之处在于,所提出的具有405 nm紫外(UV)发光二极管(LED)的曝光光源不是大多数制造工艺使用波长为365nm的高功率UV光源。在本实验中,讨论了SU-8光刻胶的不同特征尺寸。结果表明,该方法可以得到最小5 µm特征尺寸的SU-8模具。

基于局部特征尺寸场的边界层网格生成算法

边界层网格的质量是影响计算流体力学中粘性计算精度的关键因素,如何在给定任意复杂模型下生成高质量的边界层网格仍是计算流体力学中的瓶颈。针对边界层网格的质量问题,本文提出一种基于局部特征尺寸场的边界层网格生成算法。该方法将表面网格顶点的最大推进高度作为局部特征尺寸场,并基于局部特征尺寸场构造顶点密度场,在密度场引导下进行保质量与保特征的表面三角网格重网格化,最终在新的表面三角网格上生成边界层网格。实验表明本文方法能在给定任意复杂模型下鲁棒地生成高质量的边界层网格。

基于手部尺寸特征的手形认证方法

针对手形几何特征可测量的优点以及现有手形认证方法的局限性,提出了一种基于手部尺寸特征的手形认证方法。通过曲率角定位特征点,由特征点计算出手的不同部位的尺寸,再由这些尺寸构成相对长度特征向量,最后通过计算特征向量之间的欧氏距离实现手形认证。用该方法,在仅有5个特征参与匹配的情况下达到了91.08%的识别率,11个特征参与匹配时达到93.27%的识别率。结果表明,手的尺寸特征可以作为手形认证的一部分有效特征,应用该方法在选取的特征数较少的情况下即可得到较高的识别效果,且该方法实现简单、运算量小,具有实用性的特点。

选区激光熔化三维点阵结构尺寸效应研究进展

三维点阵结构技术是兼具轻量化和功能-结构一体化设计的创新型技术,结构成形所依赖的选区激光熔化技术在成形跨尺度结构和渐变结构时面临严重的尺寸效应问题,制约了三维点阵结构的应用及推广。特征结构的“形”、“性”特征是评价打印质量的重要标准,因此,以三维点阵的特征结构——杆和薄壁作为研究对象,系统梳理了尺寸效应的相关研究。首先,从温度场出发,阐述了特征尺寸对宏观热累计及介观熔池尺寸、温度梯度、冷却速率的影响规律,为进一步“形”、“性”分析提供依据;其次,缺陷和微观组织形貌是控“形”的主要内容,因此总结了特征尺寸对微观孔隙率、尺寸精度、粗糙度三种缺陷程度及晶粒尺寸、排向两种微观组织特征的影响规律,并对其产生的机理进行了分析;最后,对比了不同缺陷和微观组织特征对力学性能的影响,为特征结构控“性”提供借鉴。合理的工艺参数选择与特征尺寸相互配合,可以有效改善打印质量,提高特征结构的力学性能,为跨尺度结构及渐变结构的工艺方案设计提供参考,同时也为极致轻量化的探索提供了思路。

岩体尺寸效应及其特征参数计算

岩体的尺寸效应包括完整岩块的尺寸效应与节理岩体的尺寸效应,但两者之间还缺乏有机联系。基于物理力学试验与细观参数统计分布理论,建立试样尺度的随机概率模型。通过统计宏观节理分布,建立包含随机分布节理的岩体尺度模型。将实验室获得的岩块强度应用于岩体的计算中,提出一种从细观层次、宏观层次的多尺度岩体工程计算方法,建立2种尺度效应的联系。最后,就非均匀性、围压与节理密度对岩石尺寸效应的影响问题展开探讨。随着均值度的增加,试样的特征尺度逐渐减小。随着围压的增大,岩体特征强度逐渐增大,而岩体力学参数的特征尺寸增大不明显。随着节理密度的增大,特征尺寸和相应的特征强度都是减小的。本方法试图建立细观与宏观力学参数之间的桥梁,获得岩体计算的力学参数,为解决工程岩体参数取值与计算提供一条思路。

基于目标特征尺寸的可视化被动测距系统

为克服传统光电被动测距系统稳定性差、远距离条件下测距精度收敛性差、系统难以小型化等不足,本文提出一种基于目标特征尺寸的可视化光电被动测距系统。建立了被动测距模型并分析测距原理,从理论上分析获得距离反演公式和测距误差精度;设计了被动测距算法并分析相关成像参数获取途径和方法;通过高清成像器、半导体激光器和信号处理器等软硬件设计,实现了系统的可视化被动测距功能和全天候图像信息获取;最后通过目标特征尺寸及其成像系统参数反演目标距离,实现了在成像过程中实时测距并进行被动测距实验验证。实验结果表明,被动测距精度优于10%,当前软硬件参数配置下,目标的测距距离大于1km,测距鲁棒性好,性能稳定,可广泛应用于全天候目标图像信息获取和光电被动测距的实际工程实践中。

基于特征尺寸及局部极值点的茶鲜叶方向识别

对粗大茶鲜叶实行梗叶分离,有利于提高成品茶品质,降低能源消耗。梗叶分离的关键在于茶梗与叶柄的识别。通过倾斜滑槽限定茶鲜叶的方位,将其转换为两方向判别问题。首先将茶鲜叶划分为长梗和短梗,对长梗茶鲜叶,提出基于特征尺寸的识别方法,特征尺寸大的一方判为叶尖;对短梗茶鲜叶,提出基于轮廓线局部极值点的识别方法,局部极值点多的一方判为叶尖。通过对168幅随机获取的图像及1幅背景图像的处理表明,茶鲜叶的方向识别率达93.3%。每根茶鲜叶的平均处理时间为17.8 ms,能满足实时处理的要求。

喷射沉积坯体特征尺寸的神经网络模型建立与仿真

采用神经网络技术建立了沉积坯特征尺寸模型,该模型描述了喷射成形关键工艺参数对沉积坯尺寸的影响规律,模型输出的相对误差为6.58%,RM S(均方差)为0.372mm。模型的仿真结果给出了沉积坯尺寸的变化规律,其中稳态仿真结果可用于预先确定喷射实验中所采用的合适工艺参数;而动态仿真结果表明,雾化气体压力和沉积器平移速度对沉积坯几何尺寸都有较大影响,其中沉积器平移速度具有调节范围大的优点,成为调节沉积坯几何尺寸较合适的工艺参数。

拍摄照片获取人体特征尺寸的可行性研究

拍摄照片是非接触式测量的重要途径,已经广泛应用于图像反求等领域.服装设计合身度与人体特征尺寸的测量方式有关.利用拍摄照片的方法获取服装人台特征尺寸,其准确度和误差大小将决定此手段的可行性.通过理想条件进行拍照试验,采取参照标定法得出测量尺寸并进行误差分析,提出了减小尺寸误差的合理拍摄条件,为照片反求在服装人台建模中的实际应用提供依据.

基于机器视觉的零件特征尺寸提取算法

目的复杂型面零件功能特征多样,结构尺寸呈现空间分布,传统的手工检测方法无法满足检测工作要求,为提升检测效率,提出一种基于机器视觉的非接触式测量方法。方法使用CCD相机采集图像信息,对图像进行分析处理,获得圆的亚像素边缘轮廓,再通过最小二乘法进行圆拟合求得圆的参数方程,最后利用几何距离公式求得像素距离。通过系统标定求出像素当量,由像素当量最终求得圆与圆之间的实际距离。结果最小二乘拟合圆亚像素边缘检测算法稳定,抗噪性能较好,算法的分辨率为0.001个像素。结论该方法可正确、方便、有效地对零件进行尺寸测量。

毫米级纳米几何特征尺寸计量标准装置多自由度激光干涉计量系统

准确的纳米几何结构测量是提高集成电路、微纳机电系统和微纳技术产品的质量和性能的关键技术支撑,为了得到准确一致的测量结果,必须实现纳米尺度的量值溯源并建立量值的传递体系。为满足纳米几何结构计量从纳米尺度到毫米尺度的跨尺度计量需求,实验室研制了毫米级纳米几何特征尺寸计量标准装置,集成于该装置中的多自由度激光干涉计量系统,实现了测量结果向米定义SI单位的直接溯源。实验结果表明该系统能够在毫米级的测量范围内,实现纳米级的测量准确度,分辨力达到了亚纳米量级。

钢筋混凝土中爆破漏斗特征尺寸研究

根据内爆炸荷载的基本特点,利用损伤理论建立了内爆荷载作用下钢筋混凝土中爆破漏斗的特征尺寸模型;从理论上得出了钢筋混凝土中可形成爆破漏斗的最小爆破作用指数,进行了钢筋混凝土内爆实验,证明了建立的模型是可行的,求解的最小爆破作用指数是正确的.

从特征尺寸的缩小看光刻技术的发展

从特征尺寸不断缩小变化的角度阐述了近代光刻技术发展的历程。指出90nm节点的主流光刻技术是193nmArF光刻;193nm浸入式光刻技术作为65nm和45nm节点的首选光刻技术,如果配合二次曝光技术,还可以扩展到32nm节点的应用,但成本会增加;如果特征尺寸缩小到22nm和16nm节点,EUV光刻、无掩模光刻以及纳米压印光刻等将成为未来发展的重要研究方向。在对各种光刻技术的原理、特点以及优缺点等分析对比的基础上,对未来主流光刻技术的发展做了一定的展望。

颗粒特征尺寸对爆炸驱动惰性金属颗粒运动的影响

在炸药中添加惰性金属颗粒,形成一种特殊的非均质炸药。当炸药爆炸后,惰性颗粒在爆炸产物及爆轰波的驱动下,颗粒能达到较大的速度,对一定方向和范围内的目标造成毁伤效应。由于惰性颗粒在空气中存速能力较差,速度很快衰减,因此可以有效控制颗粒飞散距离。颗粒在炸药中的位置、颗粒的形状以及颗粒抛撒速度对颗粒运动过程和抛撒范围的研究具有重要作用。基于有限元分析软件AUTODYN,建立炸药爆轰驱动单颗粒惰性金属颗粒模型,对炸药爆轰驱动不同位置惰性金属颗粒以及颗粒不同特征尺寸的最大初速度进行计算,对计算结果进行了分析,得到了以上参数对颗粒抛撒初速度的影响及抛散初速度的宏观规律。计算结果为研究爆轰驱动粒子群机制提供了重要的理论依据。

超薄Al膜可见光光学特性与其特征尺寸的关系

利用WFZ90 0 D4型紫外 /可见光分光光度计 ,测量了磁控测射超薄Al膜的可见光反射比和透射比。采用牛顿 辛普森方法确定超薄Al膜光学函数 ,进而计算其介电函数 ,得到了它们随膜厚变化的关系。结果表明 ,不同特征尺寸的薄膜 。

特征工艺尺寸对CMOS SRAM抗单粒子翻转性能的影响

采用TCAD工艺模拟工具按照等比例缩小规则构建了从亚微米到超深亚微米级7种不同特征尺寸的MOS晶体管,计算了由这些晶体管组成的静态随机存储器(SRAM)单粒子翻转的临界电荷Qcrit、LET阈值(LETth),建立了LETth与临界电荷之间的解析关系,研究了特征工艺尺寸对CMOS SRAM抗单粒子翻转性能的影响及原因。研究表明:随着特征尺寸的减小,SRAM单元单粒子翻转的临界电荷减小,电荷收集效率由于寄生双极晶体管效应而增加,造成LETth随特征尺寸缩小而迅速减小,CMOS SRAM抗单粒子翻转性能迅速降低。