一种光机电一体化增量式光电编码器设计

为解决现有轴柄式控制增量编码器损耗高、寿命短、抗振动能力差、可靠性低等问题,介绍一种光机电一体化的增量式光电编码器设计方案,包括32内花瓣轴套和可伸缩滚珠定位、Z型遮光盘设计和红外光敏OC开路输出电路等创新设计。通过精密结构设计和材料选择,实现了高精度32档位电信号转换。采用三维建模和有限元分析进行了结构可靠性验证。通过与国外同类产品的技术指标对比,验证数据和所达到的环境适应能力。本研究在性能、结构和成本等方面皆有优势,应用前景广阔。

纳米纤维素/MXene多功能电磁干扰屏蔽复合材料的研究进展

电磁干扰(EMI)屏蔽材料在日益密集的电磁环境中显得尤为重要。纳米纤维素具有低密度、优异的力学性能、高度的结构稳定性和热稳定性等特点;MXene具有类金属的高电导率、大纵横比、高比表面积及优良的电化学特性等优点。因此,将纳米纤维素与MXene复合能够制备高性能EMI屏蔽复合材料。本文对不同维度纳米纤维素/MXene EMI屏蔽复合材料的制备方法进行综述,包括宏观复合纤维、薄膜和气凝胶复合材料,重点总结了纳米纤维素/MXene EMI屏蔽复合材料的多功能性应用,包括光热转化、储能和柔性传感等,并对其发展进行了展望。

安装热控组件对空间液体火箭发动机工作特性的影响

准确掌握安装不同热控组件后对空间液体火箭发动机工作性能和温度特性的影响对其在轨使用可靠性至关重要。对双组元150 N发动机开展高空模拟热试车,依次考察了安装头部法兰下表面热控组件、头部包覆多层隔热材料和遮光板对发动机稳态工作特性的影响。结果表明:安装热控组件后,发动机推力输出稳定;头部法兰下表面安装热控组件可以有效隔离高温身部的热辐射,可降温125~160℃,减少30%~44%的法兰温度增长;后续安装的头部包覆多层隔热材料和遮光板对法兰温度分布基本没有影响,头部包覆多层隔热材料会导致头身焊缝温度升高约40℃;遮光板不影响头身焊缝温度,但会增加头部法兰下表面受到的辐射热流。安装不同热控组件对发动机工作性能没有影响,发动机累计稳态工作4163 s、脉冲工作25000次后,多层隔热材料中心约20 mm区域发生烧蚀,此时热控组件仍能有效降低高温身部的热辐射影响,建议增大多层材料中心开孔直径至100 mm以上。

遮光盖表面装饰线涂漆工艺研究

遮光盖是某武器控制系统中的零件,外表面喷涂重防腐军绿色油漆,三边有宽3 mm的白色装饰线。对遮光盖表面装饰线涂漆工艺进行研究,通过分析装饰线尺寸和位置特点,利用萃智理论物理矛盾分析法和头脑风暴法,提出多种装饰线涂漆工艺方案,并结合理论与实际,确定一种不破坏遮光盖漆面的装饰线涂漆工艺。这一涂漆工艺加工周期短,涂漆质量好,对类似生产加工具有参考价值。

大连先进光源束流垃圾桶屏蔽设计及热工分析

基于蒙特卡罗模拟软件FLUKA和有限元软件COMSOL对大连先进光源(DALS)束流垃圾桶的设计进行了初步研究。采用FLUKA软件进行了束流垃圾桶和主体建筑的建模,理论公式和模拟计算保证径向和轴向束流垃圾桶沉积能量在99%以上,计算中引入减方差技巧,降低计算结果的统计误差,相应的计算结果的误差在5%以内。同时计算给出侧墙和顶板位置的辐射剂量率的大小,侧墙两边的剂量率大小分别为1.84μSv/h和1.15μSv/h,顶板位置处的剂量率大小约为1.14μSv/h,保证了工作人员的安全与健康。利用COMSOL软件计算束流入射情况下束流垃圾桶的温度分布和热应力的大小,得到稳态情况下束流垃圾桶的最高温度为55.1℃,最大热应力大小为54.5 MPa,小于材料的熔点和屈服强度,保证束流垃圾桶在装置运行过程中的稳定性。

中国澳门轻轨延伸线横琴线隧道盾构区间施工关键技术研究

以中国澳门轻轨延伸线隧道盾构区间施工为研究背景,针对盾构隧道穿越建(构)筑物、盾构接收以及联络通道冷冻法施工3个方面的施工关键技术展开研究,盾构穿越建(构)筑物段,采用MJS工法桩加固隔离,并控制土压力、盾构推力等掘进参数,运用二次注浆控制地表变形;盾构接收段分5个阶段控制盾构推力、推进速度和刀盘转速等掘进参数;联络通道冷冻法施工段则从冻结范围、冻结孔布置、泄压孔布置以及制冷参数方面提出了相应的施工技术。结果表明:所提出的施工关键技术保证了隧道盾构区间的顺利贯通,该成果可为类似条件地铁盾构隧道提供参考。

结构参数对不锈钢织物透光与电磁屏蔽的影响

为实现不锈钢织物高透明与强电磁屏蔽性能相兼容的目标,文章采用数值计算与理论分析相结合的方法,在分析不锈钢织物主要结构参数(线径与线距)对其透光与电磁屏蔽性能影响的基础上,引入TOPSIS评价方法,探讨了线径与线距对不锈钢织物光学与电磁学综合性能的影响。结果表明,由于电磁衍射的存在,结构参数对透光与电磁屏蔽性能的影响呈现非线性规律。其中,不锈钢织物的线距变化对总体性能的影响最为密切。当线径在0.02~0.05 mm且线距在0.4~1.0 mm时,不锈钢织物在90%高透光率的前提下,可达到至少30 dB的屏蔽效能,为高透光电磁屏蔽材料的结构设计提供了理论指导。

中型数控机床防护轻量化设计

数控机床轻量化设计是实行绿色制造的一条有效途径,机床防护是机床的一个功能部件,也应该进行轻量化设计。为探寻中型数控机床防护轻量化的一种有效途径,文中采取有限元静力分析的方法,选择一款量产数控机床防护的一扇维修门作为研究对象,通过对同结构不同板厚强度、同结构不同形式加强筋的比较,优选出最佳防护结构设计方案。优选出来的最佳设计方案不仅比实际量产的方案质量明显减轻,而且在强度方面也有所提升,证实了文中采取途径的可行性与有效性。

正上方轻量加卸载时双圆盾构隧道变形监测与整治分析

软土地区运营轨道交通因上方轻量加卸载作用而产生的变形问题,在工程领域受到广泛关注。上海某道路工程跨越地铁双圆盾构区间,且该项目涉及河道改道施工,故隧道上部存在复杂的轻量加卸载作用。通过对该下卧软土双圆盾构隧道的变形监测,分析了轻量加卸载作用对运营盾构隧道的影响,并针对河道改道区段进行重点分析,总结出了产生沉降漏斗的主要原因;随后,结合现场监测数据和沉降原因,对重点区域的路面结构进行了整治。监测结果表明:基于监测数据采取的重点整治技术措施治理效果明显,对于轻量加卸载作用下双圆盾构隧道运营安全保护具有重要的工程实践价值。

Ag/Al_(2)O_(3)/ZnO复合膜的制备及其电磁屏蔽性能研究

应用于光学窗口等军用场景的电磁屏蔽材料需要同时具备较高的电磁屏蔽性能和透光率。为实现该目标,通过磁控溅射沉积银(Ag)、氧化铝(Al_(2)O_(3))、氧化锌(ZnO)制成复合膜并比较不同结构下的综合性能。结果表明,复合膜缓解了金属的高反射导致在可见光内透光率较低的问题,保持了良好的屏蔽性能和稳定性。其中10 nm Ag/25 nm Al_(2)O_(3)/40 nm ZnO复合膜综合性能最好,方块电阻为6Ω/sq,平均透光率达到78.66%,0.01~9 GHz频带内平均电磁屏蔽为24.49 dB,最高屏蔽性能达到57 dB。

冲击荷载作用下地铁隧道盾构管片破坏特性

为了研究冲击荷载下地铁隧道盾构管片的破坏特性,采用轻气炮试验和动力有限元数值模拟相结合的研究方法,对冲击荷载下盾构管片的破坏情况进行分析,通过分析管片单元的应力状态研究了冲击荷载下盾构管片的破坏机理。结果表明:以冲击位置为中心,盾构管片试件表面径向主要受压,环向主要受拉,相同位置压应变大于拉应变;不同速度子弹冲击下,管片正面冲击坑水平方向及竖直方向尺寸相差不大;随着子弹速度的增加,管片正面冲击坑尺寸不断增大,冲击坑的深度不断增加,冲击坑等效直径增长随子弹冲击速度增加呈“三段式”;沿着子弹冲击方向,盾构管片试件单元应力状态从三向受压变化到三向受拉,盾构管片冲击正面混凝土受压破碎,盾构管片冲击背面发生受拉破坏。研究结果可为管片抗冲击设计提供一定的理论基础。

屏蔽罩焊接造成阻焊膜剥离的研究

分析在新能源车载印制电路板(PCB)领域,屏蔽罩焊接造成阻焊膜剥离缺陷的原因。根据阻焊膜耐热特性,分别验证不同阻焊膜厚度、不同波长光固化、不同屏蔽罩设计及不同受热方式的影响。根据实验结果,最终得出需要通过设计防止屏蔽罩焊接过程热桥效应,增加阻焊膜附着力,有效杜绝屏蔽罩在焊接过程中的阻焊膜剥离不良。同时提出改善预防措施,给出了通过防止热桥效应,增加阻焊附着力改善焊接过程中阻焊膜剥离的方法。

PP/PC光扩散材料的制备及其抗紫外性能优化

采用实验室自制的密炼机制备了聚丙烯(PP)/聚碳酸酯(PC)共混材料,通过形貌分析、流变测试、拉伸试验、缺口冲击强度测试、光学测试等对复合材料的微观形貌、流变性能、力学性能和光学性能进行了表征,并研究了2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑(UV-P)填充PP/PC复合材料的抗紫外性能。结果表明,在透光性和雾度的耦合性能方面,PC相含量存在一个阈值;在抗紫外性能方面,UV-P的添加量存在一个阈值。当PC含量为3%(质量分数,下同)时,所制备的共混物的拉伸强度为30.40 MPa,抗冲击强度在44.85 J/m;在添加0.1份UV-P之后,紫外光区域的平均透过率为1.04%,此时的透光率为83.39%,雾度为93.65%,制备的复合材料具有良好的散射效果,且对紫外光线有强烈的吸收作用。

具有近红外屏蔽特性的聚乙烯醇-钨酸铯功能薄膜的制备及性能

以聚乙烯醇(PVA)聚合物和钨酸铯(Cs_(0.3)WO_(3))粉体为主要组分,采用溶解-成膜法制备具有近红外光屏蔽性能的功能薄膜。此类薄膜通过屏蔽具有热效应的近红外光,有效减少光热转换和热量积聚,达到被动降温的效果。通过调控Cs_(0.3)WO_(3)的质量分数为0%~10%,研究了Cs_(0.3)WO_(3)质量分数对制备得到的PVA/Cs_(0.3)WO_(3)复合薄膜近红外屏蔽性能和降温性能的影响。研究发现,Cs_(0.3)WO_(3)可有效提升PVA薄膜在近红外光波段的光屏蔽性能,当Cs_(0.3)WO_(3)质量分数为5%时,复合薄膜在紫外,可见和近红外波段的透过率分别为12.4%,30.5%和19.2%,在太阳光波段透过率为23.7%,呈现出较好的透光性和近红外屏蔽特性。在红外灯照射60 min后,复合薄膜较PVA薄膜降温效果达到13.1℃,呈现较好的被动降温特性,在节能领域具有良好的应用前景。

复杂场强下智能光强度测试监控系统研究与应用

在对车灯类零件进行电磁兼容抗扰测试时,行业内普遍采用人工监控被测样件工作状态的方式,带来了测试异常不易识别、结果判定主观性强等问题。本文针对车灯零件光强动态区间大、光源多区域分布、工作模式复杂、造型变化多样等诸多业内面临的监控难题,提出一种智能光强度变化监控方法。利用图像识别技术,开发出适用于复杂电磁场环境下光强度变化监控系统,并有效应用于测试中对车辆灯具工作状态监控的各个场景。

固态全无机电致变色玻璃窗透过率与遮蔽系数测试与分析

为了更好地发挥电致变色玻璃主动调控光谱的属性,为电致变色玻璃在建筑上的应用提供理论指导,以两玻一腔中空玻璃为例讨论了可见光透过率和遮蔽系数(节能效果)变化。研究发现,获得更大的可见光透过率差(褪色态-着色态)重点是要提高电致变色玻璃透过率,但相比于成本更高的电致变色玻璃,提高Low-E玻璃透过率更为现实。为了更大限度地发挥电致变色玻璃的节能特性,分别将电致变色玻璃放置于中空玻璃的室内侧与室外侧测试,结果表明当电致变色玻璃位于室外侧时,遮蔽系数变化幅度最大(0.46),更能适应多种场景下的使用,但同时也对电致变色玻璃的膜层性能提出了更高的要求。

赤磷发烟剂燃烧及性能研究

赤磷燃烧导致在可见光和红外波段的电磁辐射衰减,点燃后迅速生成白色的烟云,能有效遮蔽可见光和红外光。如研究所述,在氧化剂含量低的条件下,赤磷和硝酸钾基发烟剂有利于形成高遮蔽性能的烟幕。本研究对赤磷基发烟剂的配比制备性能等进行了研究。

山区复杂地形条件下输电线路雷击跳闸故障分析方法

为提高山区输电线路防雷水平,揭示部分已安装塔顶避雷针或避雷线侧针保护失效原因,应加强对雷击点位置的诊断分析。基于雷电定位系统监测数据,利用三维地理信息系统扫描提取的故障杆塔邻近档距精细地形地貌数据,建立全档距三维全景复现防雷性能计算模型,仿真故障时刻状态,分析确定故障性质和雷击点范围,并考虑邻近杆塔绝缘水平差异和防雷措施保护范围的影响校核雷击点区间。运用该方法对发生在山区的典型故障进行三维全景复现,得到的分析结果能够较好地与故障情况吻合,并且量化解释了部分现有防雷措施失效的原因,对后续防雷改造具有显著的工程指导意义。

光屏蔽剂对聚甲醛老化过程结构与性能的影响

采用炭黑和氧化锌两种光屏蔽剂对共聚甲醛进行耐老化改性。研究了改性前后聚甲醛在紫外光老化及热氧老化过程中的表面层及内部发生的微观物理化学变化,包括熔点、结晶度、表面羰基量及分子量变化等。结果表明,紫外光的照射主要导致聚甲醛试样表面层发生晶体破坏和无定形部分分子链降解,内层则主要发生非晶区重整结晶;热氧作用下聚甲醛发生氧化降解的同时整体较均匀地发生非晶区重整结晶,以上情况均导致聚甲醛结晶度上升、拉伸强度提高,但抗冲击韧性及断裂伸长率显著下降,如经过1000 h紫外光辐照后,聚甲醛表面层结晶度由42.06%上升至76.27%,而简支梁缺口冲击强度由6.74 kJ/m2迅速下降至1.85 kJ/m2。通过添加1.5%-3%的炭黑或氧化锌可以有效地抑制紫外光对聚甲醛的降解和重结晶过程,从而提高材料老化后的性能保持率,但炭黑对抗氧剂过强的吸附力导致聚甲醛的热氧稳定性下降。

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪杂散光抑制

考虑杂散光对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪测量精度的影响,设计了遮光罩和其他消杂光结构来抑制杂散光,并对杂散光进行了分析。利用TracePro软件分析了系统紫外通道1(240～315nm)的杂散光水平,确定了杂散光传输的一次、二次散射路径。根据杂散光传输路径,计算了杂散光评价指标点源透射比(PST)曲线,结果显示杂散光抑制措施效果明显,PST小于3×10-5,中心视场杂散光照度水平为5.472×10-4,最终杂散光水平达到了设计指标要求。采用截止滤光片法测量了系统的杂散光水平,结果表明:中心视场杂散光比值为8.167×10-4,和仿真结果接近,验证了仿真过程的准确性,说明设计的消杂光机构能够满足抑制系统杂散光的要求。