Effect of Magnetic Mirror on the Asymmetry of the Radial Profile of Near-Wall Conductivity in Hall Thrusters

Considering the actual magnetic field configuration in a Hall thruster, the effect of magnetic mirror on the radial profile of near-wall conductivity （NWC） is studied in this paper. The plasma electron dynamic process is described by the test particle method. The Monte Carlo scheme is used to solve this model. The radial profile of electron mobility is obtained and the role of magnetic mirror in NWC is analysed both theoretically and numerically. The numerical results show that the electron mobility peak due to NWC is inversely proportional to the magnetic mirror ratio and the asymmetry of electron mobility along the radial direction gets greater when the magnetic mirror is considered. This effect indicates that apart from the disparity in the magnetic field strength, the difference in the magnetic mirror ratio near the inner and outer walls would actually augment the asymmetry of the radial profile of NWC in Hall thrusters.

基于双混联机器人协同运动控制的薄壁件镜像铣削研究

为提高薄壁件镜像铣削过程中的加工质量,本文提出一种针对双混联机器人镜像铣削的协同运动控制策略。首先,结合机器人运动控制特点,研发出一种双CPU主从控制架构的开放式数控系统,以实现人机交互和运动控制;然后,为实现双机协同运动并提高薄壁件加工质量,在数控系统中集成了4大关键技术,分别是双机器人的镜像路径生成、同步速度规划、协同运动学和运动误差实时补偿;最后,基于自主开发的集成式镜像铣削数控系统,开展了单点和多点支撑、双机协同与非协同加工的平面薄壁件槽铣削试验,多点支撑的平面铣削试验,大曲率路径高速协同运动试验与曲面薄壁件槽铣削加工试验。试验结果表明,提出的协同运动控制策略能够保证双机器人具有较高的同步位置精度。此外,多点支撑方式在保证薄壁件铣削壁厚的同时,还可提高工件铣削的颤振稳定性。

基于旋量理论的镜像加工运动学建模及轨迹自动修调研究

针对镜像加工过程中结构变形致使加工精度难以控制的问题,建立了基于旋量理论的镜像加工剩余壁厚运动学模型,综合考虑零件加工要求及镜像约束关系,提出了镜像加工“支撑-铣削”轨迹生成方法,建立了针对工件变形补偿的镜像支撑轨迹修调模型,实现了镜像加工“支撑-铣削”轨迹自动修调。栅格壁板镜像加工验证试验结果表明,提出的镜像加工“支撑-铣削”轨迹生成和自动修调方法可以满足镜像加工剩余壁厚要求。

镜像铣加工过程中薄壁工件变形和振动的预测

镜像铣是大型薄壁工件加工的有效方法,在航空航天等重要领域有着广泛的应用.镜像铣加工过程中薄壁工件的变形和振动是影响加工精度的主要因素,如何准确预测镜像铣加工过程中薄壁工件的变形和振动是优化加工参数、提高加工精度的关键问题.本文基于金属切削原理并考虑了薄壁工件加工过程中的弯曲变形和铣削力相互作用,建立了铣削力预估模型.在此基础上,结合薄板小变形理论和有限元法,建立了考虑加工过程中材料去除和铣削力与支撑同步运动的薄壁工件镜像铣动态力学模型.通过仿真模拟,研究了支撑刚度、支撑阻尼、主轴转速和进给率对薄壁工件变形和振动的影响规律.结果表明,在镜像铣加工过程中薄壁工件的变形随着支承刚度的增加而减小,振动幅值随着支撑阻尼的增加而减小.最后,对6061铝合金薄板的镜像铣加工实验与本文建立模型的时域和频域信号进行了比较.振动数据采集点处的模型预测结果与实验相差小于5%,二者对比结果表明所建立的模型能够对薄壁工件加工过程中的变形和振动进行准确的预测.镜像铣加工相比于直接铣削加工,薄板加工点处的振动幅值从71.61μm减小到5.71μm,对比结果表明柔性支撑结构能够有效地减小加工过程中薄壁工件的振动.本文工作有助于提高薄壁工件的镜像铣加工精度.

正交直墙前直立圆柱的波浪绕射的解析研究

应用镜像原理,将正交直墙前单个圆柱的波浪绕射问题,转化为4个对称布置圆柱的4向入射波浪的绕射问题。然后应用速度势的特征展开方法和Graf加法定理,建立了正交直墙前垂直圆柱的波浪绕射解析解。通过数值计算研究了圆柱与正交直墙间距离大小、波浪入射角等因素与圆柱上总波浪作用力的解析关系。

敦煌壁画婚礼图中的镜

敦煌石窟壁画婚礼图中出现了多幅镜子图像。这些镜子是当地婚礼仪俗中常用之物,具有辟邪的功用,也被作为神圣之物,供新娘新郎在婚礼仪式中加以展拜。镜子还象征着夫妇同心,表达了对新人的美好祝愿。

爬壁机器人履带吸盘的多体渐变磁化系统设计

介绍了基于多体渐变磁化系统理论研究设计的有别于传统普通吸盘结构的爬壁机器人履带吸盘结构 .根据稀土永磁履带吸盘结构和性能特点 ,建立了履带吸盘的简化模型和吸盘与金属壁面间隙工作空间的镜像模型 .基于以上模型和稀土永磁体内部磁化强度均匀分布的特征 ,推导出间隙工作空间在 y方向的磁场强度的多次谐波方程表达式 ,证明该结构的吸盘比传统普通吸盘有更良好的磁场性能 .通过对比实验验证 ,该履带吸盘的吸力比普通吸盘大很多 。

基于感性工学的木质壁挂镜整体形态研究

本文针对家用木质壁挂镜的整体形态对消费者的视觉感受影响进行感性工学研究。通过一系列的感性工学的实验方法,研究了长方形、方形、圆形、异形和椭圆形这五种不同的整体形态的家用木质壁挂镜。并且得到它们在不同的评价词汇,即时尚的、雅致的、高贵的以及古典的这四种感性意象语意词汇上的视觉感受得分。从而为家用木制壁挂镜的整体形态的设计提供参考。

薄壁件网格铣削加工工艺研究

针对壁板类薄壁件网格加工时易发生加工变形、导致工件加工精度降低的问题,借助多头筒段镜像铣削设备,采用一种基于超声波测厚的薄壁件自动补偿加工方法,在300~3 000 mm/min速度范围内对聚晶金刚石刀具高速铣削7075铝合金壁板网格的加工方案进行了研究.通过仿真和试验加工,结果表明,此加工方案能把壁板网格加工厚度误差控制在0~0.06 mm范围内.

瓷质墙地砖的镜面加工

镜面瓷质砖是一种新型高档墙地材料,因其基材材质和制作工艺的特殊性,其产品深加工—镜面抛光颇为困难,我国近年已引进七十余条瓷质墙地砖镜面加工生产线.本文介绍瓷质砖镜面加工的特殊性以及主要工艺设备,同时介绍了一项瓷质砖镜面加工生产线和专用磨具国产化的成果.

小儿输尿管镜联合电切镜治疗输尿管开口狭窄的膀胱壁内段结石临床应用

目的探讨小儿输尿管镜联合等离子电切镜治疗输尿管开口狭窄的膀胱壁内段结石的临床应用价值。方法回顾性分析本院泌尿外科于2018年10月至2023年3月收治需要采用输尿管镜技术治疗的输尿管结石患者485例。输尿管壁内段结石126例,其中21例因常规输尿管镜碎石失败,改行等离子电切镜切开输尿管开口后再联合小儿输尿管镜碎石。结果21例手术均成功,无结石上移,无输尿管穿孔损伤,无严重血尿,碎石取石率100%。门诊定期随访3~24个月,未发现膀胱输尿管反流、输尿管狭窄等远期并发症。结论小儿输尿管镜联合等离子电切镜治疗输尿管开口狭窄的膀胱壁内段结石,效果好,值得临床应用。

超声作用下刚性壁面附近的双气泡脉动

在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的反射越小,气泡脉动时能够达到的最大半径与最小半径的比值(即压缩比)也越大。若改变单个气泡与刚性壁的距离,则当两个气泡距离接近时,位置固定的气泡压缩比会减小。增大单个气泡的平衡半径,会使得两气泡脉动时的压缩比变小。此外,文章还对两气泡间距固定情况下,气泡压缩比与两气泡中心连线和壁面所成夹角之间的关系进行了讨论。

复杂声边界约束下水中圆柱壳声振特性研究

解析地研究了复杂声边界约束下水中无限长圆柱壳的振动和声辐射问题。该圆柱壳受到轴向均匀线激励力作用,并处于自由液面(或水平水底)和垂直刚性壁面组成的复杂声边界构成的四分之一无限流域中。根据镜像原理和Graf加法定理推导了无限长圆柱壳声振耦合方程,讨论了复杂声边界对圆柱壳振动和声辐射的影响。研究发现两种声边界对圆柱壳振动特性和表面辐射声功率有不同的影响。当圆柱壳离边界足够远时其振动特性和表面辐射声功率几乎不受影响,而其辐射声场仍会受到圆柱壳位置变化的影响,尤其当圆柱壳靠近流域边界时会产生显著的辐射噪声,不利于隐蔽。

古城墙文化元素在智能镜外观设计中的应用研究

本文考察了临海古城墙文化的发展,以古城墙墙砖和马面造型特征为灵感来源,提取了古城墙元素的纹样,结合智能镜镜面处理工艺,将纹样用于外观设计中,最后得到独特的光影效果,提升了空间趣味性和品质。本文从古城墙元素的提取到产品的选取,再到具体方案运用,提供了一种思路,为古城墙文化的应用提供了一种方案,具有一定借鉴意义。

新型高效聚光集热管的技术研究与应用效能分析

针对普通的全玻璃真空太阳能集热管外置复合抛物面聚光集热板存在增大风阻且易在下雪时积雪的情况,研制了一种在外管内壁镀制反射镜面的新型高效聚光集热管,对该集热管的技术创新性进行了介绍,对其能效指标及优势进行了分析,并对其应用前景进行了阐述。性能测试结果显示:该集热管采用的太阳能选择性吸收涂层的太阳吸收比大于等于0.96(AM1.5)、半球发射比小于等于0.05(测试温度为80±5℃),达到了国际先进水平。通过对比普通全玻璃真空太阳能集热管和新型高效聚光集热管的应用效果发现:新型高效聚光集热管的热损仅为普通全玻璃真空太阳能集热管的50%;在同等条件下,新型高效聚光集热管的集热效率比普通全玻璃真空太阳能集热管的约高0.02,能够获得更高的热水温度,实现了中温段太阳能产品的开发及推广应用。

用镜象切片技术研究氨化秸秆的细胞壁变化

为了探索不同秸秆氨化工艺的机理,采用镜象切片技术制备电子显微镜观察试样。用该技术可以观察同一细胞处理前后的变化,摒弃了随机性,提高了精确度,可以进行数量化分析。用此技术的研究结果表明,在氨化炉条件下用碳酸氢铵处理玉米秸秆,其平均壁厚增加56.25%,但随部位的不同壁厚波动幅度很大,在17.5%～142.5%之间。这为解释为什么用碳酸氢铵氨化炉处理秸秆效果良好提供了依据。

箱底薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性分析

贮箱箱底采用薄壁瓜瓣拼焊技术成形,瓜瓣尺寸大、壁厚薄,针对其镜像铣削加工过程中的易发生颤振问题,提出一种薄壁瓜瓣镜像铣削加工的稳定性分析方法.首先,根据铣削力的相互作用关系,将整个镜像铣削加工系统分为机床主轴-刀具子系统和工件-辅助支撑子系统,建立由再生效应产生的动态切削厚度模型和圆弧铣刀动态铣削力模型,建立同时考虑刀具端径向两个方向和工件端法向振动的刀具-工件-辅助支撑系统三自由度动力学模型.然后,基于锤击实验法获取机床主轴-刀具子系统、工件-辅助支撑子系统的动力学参数,基于半离散时域法对薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性进行预测.最后,开展薄壁瓜瓣镜像铣削加工实验,分析提出的薄壁瓜瓣镜像铣削加工稳定性预测方法的准确性.结果表明:辅助支撑的引入使工件远离卡具位置法向局部刚度最高提升了约7倍,与刀具径向刚度相近,都处在1×10^(7) N/m数量级,刀具端和工件端的动力学特性会同时影响整个镜像铣削系统的加工稳定性,铣削动力学模型中工件子系统和刀具子系统需同时考虑.建立的三自由度动力学模型及预测的稳定域具有较高的预测精度,对实现薄壁瓜瓣的稳定高效加工具有重要的理论意义和工程应用价值.针对3.35 m级贮箱箱底薄壁瓜瓣镜像铣削加工,考虑到精加工中薄壁瓜瓣减薄厚度要求,主轴转速选择在6000~7000 r/min范围时,推荐切深选择1.0 mm.

镜像互换法在PIV近壁测量中的应用

较强的速度梯度大大限制了粒子图像测速技术(PIV)在近壁区域的测量精度。随着图像变形重采样技术的发展与推广,多重网格迭代变形算法(WIDIM)以及Interface-PIV的提出显著改善了这一问题,但其测量精度仍有进一步提高的空间。针对这一问题,本文发展了一种粒子图像预处理方法——镜像互换法,通过构造以壁面为基础的反对称流场,既能满足流场无滑移边界条件,同时又可维持正确的近壁面法向速度梯度,从而可以进一步提高无滑移壁面附近的速度测量精度与空间分辨率。与其他同类方法的对比结果表明,该方法大大降低了近壁速度的测量误差以及该区域的速度不确定度,并在压气机叶栅测量中得到了应用。