共聚焦激光扫描荧光显微镜扫描系统研制

为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm。工作台采用压电陶瓷驱动器(PZTactuator)驱动的方式来获得高分辨率的位移,采用带柔性铰链的杠杆放大装置来获得较大的位移范围。描述了工作台的工作原理,并对其静态和动态性能进行了测试,实验表明这一扫描系统能很好的应用于共聚焦激光扫描荧光显微镜系统。

低温阳极键合技术研究

通过键合温度220～250℃、键合电压400～600V的硅玻璃低温阳极键合实验,分析了温度和电场分别对键合强度和键合效率的影响,并讨论了键合机理.

基于同心圆光栅的远心三维测量系统

针对条纹投影术对简化系统模型、降低运算量并有效抑制误差扩散等要求,提出并构造了一种基于同心圆光栅的广义远心三维测量系统。该系统利用菲涅尔透镜与投影仪产生平行光线建立线性投影模型,降低运算复杂度,利用傅里叶变换得到经物体高度调制的初始相位信息,同时结合同心圆光栅标定技术的并行运算,通过逐点计算获取真实相位。全过程只需对一个系统参数进行标定,并且摆脱解相过程,有效抑制了误差扩散。对最大高度20mm的物体进行形貌测量,最大误差0.23mm,相对误差仅为1.15%。

双极永磁球形电动机的电磁模型及磁场分析

分析了双极永磁球形电机的电磁关系 ,将不对称绕组折算为对称绕组 ,建立了电机的电磁模型 :电压方程式、磁链方程式和电磁转矩方程式 .表明在dqp系中该电机内部电磁关系易于解耦 ,容易实现对转子位置的控制 .并用三维有限元方法分析和计算了该电机的磁场 .所得结果表明 ,电机内部磁场基本正弦分布 ,电磁模型建立方法正确 .

非球面液滴透镜在LD光束整形中的应用

根据电场作用改变液滴面形的原理,提出直接在半导体激光管封装窗口上制作非球面透镜来准直半导体激光器的光束。在研制的半导体激光器准直和实时检测系统中,使用SU-8光刻胶滴于半导体激光器封装窗口上,同时限制液滴底面轮廓,用电场操控液滴透镜的面形,通过实时检测系统检测到较好的光束状态时,采用紫外光固化技术使液滴透镜固化成固体透镜,在半导体激光管封装窗口上制作出具有两种焦距的准直透镜,从而完成准直半导体激光器的制作。实验表明:所制作出的液滴透镜可同时对相互垂直方向上不等的发散角进行准直,发散角分别可达到θ┴=14 mrad,θ襓=10 mrad。

加工精度动态损失趋势预测的研究

在大批量的机械加工过程中 ,由于影响加工精度的因素较多 ,目前尚难以建立加工精度动态损失的精确数学模型。本研究以柱塞套内孔加工为例 ,分别探讨了应用时间序列分析、灰色系统理论及人工神经网络原理等手段建立加工精度动态损失数学模型的方法 。

SPM图像模拟、表面重建及探针估计

扫描探针显微镜获得的图像是样品和探针共同作用的结果 ,它只是被测样品实际形貌的近似描述 ,所以进行定量的SPM图像模拟、探针估计和表面重建工作十分必要。本文分析比较了几种SPM图像处理的算法 ,且应用数学形态学方法给出了一些典型表面的图像模拟、表面重建以及探针估计的结果 。

反射镜用Kelvin支承定位精度研究

针对ICF装置中大口径反射镜等光学元件快速更换和精确定位的要求 ,采用精确约束理论设计了Kelvin运动支承 ,建立了几何参数矩阵对结构的定位精度进行了理论计算 ,分析了产生误差的原因并对结构进行了改进 ,采用激光客观散斑法对样件的定位精度进行了测试 ,试验数据统计表明结构重复定位精度 (± 3σ) ;平移± 6 .2 μm ,转角± 2 .3″。

水平摆式犁犁胸的有限元分析

1LB-240型铧式犁是一种新型结构的换向犁。为了使该犁能左右翻土,满足梭式作业的要求,对其犁曲面采用了近似圆柱面的对称设计。经过一段时间的田间实验后,发现该犁犁胸上的犁胫部位磨损较快,严重影响了整个摆式犁的工作效率。针对该犁的田间工作特点,首先建立其动力学方程;然后分析犁胸的受力特征,并对其进行有限元分析;最后将计算结果与该犁胸的田间实验结果进行了比较,从而证明了本方法的有效性,为犁胸的优化设计提供了一定的依据。

小型电动舵机传动机构的优化设计与研制

风洞试验是飞行器研制的主要手段之一。针对一种飞机模型副翼风洞试验用小型电动舵机的设计和研制,通过对由丝杠螺母副和连杆机构结合的空间正交运动连杆机构的分析,建立了杆件机构运动学数学模型,利用AD-AMS进行了优化仿真和设计,得到舵面转角行程达69.89°,平均角速度为2.331°/s且角速度波动标准差为0.0813的设计结果;并根据模型试验载荷条件,对连杆机构进行动力学仿真和三维实体模型强度计算,进而研制了满足试验应用的小型舵机,为副翼模型的风洞试验提供了坚实的基础。

基于仿真计算的摆式犁犁铧机构设计研究

1LB-240型水平摆式犁是一种新型结构的换向犁。经过一段时间田间实验后,发现该犁犁铧的犁尖部位磨损较快,严重影响了整个摆式犁的工作效率。根据该犁的田间工作特点,首先在传统犁耕阻力计算公式的基础上,建立其动力学方程,然后分析其受力特征,最后对其进行有限元分析。将计算结果与该犁铧田间实验结果进行了比较,从而证明了本方法的有效性,为犁铧的优化设计提供了一定的依据。

新型稀土永磁NdFeB同步电动机

利用新一代功能材料ＮｄＦｅＢ来设计和制造永磁同步电动机，对样机的性能进行了介绍，尤其对电机起动过程中的电流、转矩、转速等参量进行了分析和仿真，给出了变化曲线，参数计算与实测值比较相一致，探讨了进行开环调速时，必须通过参数调整来抑制电机定子电流的措施．

动力学仿真软件在1LB─240型水平摆式犁油缸运动选型中的应用研究

以1LB-240型水平摆式犁中用于犁体换向的油缸设计为例,首先对其在田间的工作状况进行运动学、动力学分析,然后应用机械三维设计软件SolidW orks及内嵌其中的动力学仿真软件DDM对其仿真,找出了犁耕作业过程中油缸的恰当运动方式———匀速运动,为农业机械产品的设计开发提供了一条新的思路。

利用计算全息产生的拉盖尔-高斯光束旋转微粒

分析了采用计算全息再现拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束光场的原理。将计算全息法生成的全息图载入空间光调制器(spatial light modulator,SLM),在全息光镊平台上生成了LG光束。对吸收性氧化铜(CuO)微粒进行了系列旋转操纵实验。实验发现单个微粒既可以被光学漩涡捕获在暗中空区域绕固定轴旋转,又可以被囚禁在光强最大值处绕轨道旋转;还实现了多个微粒的绕轨道旋转。通过实验观察和测量,得出了微粒旋转的周期与激光功率和角向指数的变化关系。所得结果对光致旋转微粒的精确操控具有一定的指导作用。

电子帘加速器中阴栅组件结构的数字化设计

在电子帘加速器的电子枪阴栅组件的结构设计中引入有限元分析法,研究不同材料不同结构的阴栅组件的温度场及其分布,进而得到了优化的结构及热源参数。在以2.35kW电功率加载于直径为1mm的热源钨丝时,在发射体上获得了产生稳定电子束流所需的1400～1430℃的均匀温度场,设计结构的热效率达到75%。计算中采用了一种迭代方法,只需4次迭代计算就获得了收敛的计算结果,从而在计算中能够采用各材料准确的热物性参数,使计算过程简洁有效。

选区激光烧结的不均匀温度场对成形过程的影响分析

选区激光烧结过程中,不均匀温度场引起的应力和变形是制约成型质量,影响成型精度的重要因素。通过有限元仿真,分析了不同扫描方式和预热保温温度情况下激光烧结的温度场,同时结合实验对不同扫描方式和预热保温温度下的应力和变形做出分析和计算。仿真和实验表明,预热保温能够有效减小烧结物的热应力,同时采用长短线交叉的扫描方式得到的烧结物应力和变形最小。

尼龙6及改性粉末的激光选区烧结的翘曲变形试验研究

在选区激光烧结过程中,激光扫描带来的不均匀温度场和尼龙6粉末在烧结过程中产生较大的热收缩,使得烧结件产生翘曲变形。通过添加硅灰石粉末对尼龙6聚合物粉末进行改性,研究含有不同比例硅灰石的PA6/硅灰石的复合材料粉末的烧结状况,以及不同的激光束扫描方式对烧结样品翘曲变形的影响。结果表明,添加10%硅灰石的改性尼龙6粉末和合理的分区域扫描方式,能有效减小烧结过程中产生的翘曲变形,从而为三维结构烧结成型提供了技术基础。

非磁控条件下真空开关真空度测量的原理及应用

摈弃传统真空开关管内真空度测量所必需的磁场条件,在真空开关触头两端加足够高电压,导致气体分子在真空极化的基础上完全电离形成载流子信号。经研究表明,此载流子信号与真空开关管内真空度有关。通过理论建模与实验比较,验证该理论的可应用性。与常用的磁控法测量真空开关的真空度相比,该方法具有易实现,准确度高的优点。

嵌入式CAM的CAD平台可移植实现方案

介绍了嵌入式CAM(computer aidedmanufacture)的特性和现状 ,简要分析了目前主流CAD(computer aideddesign)系统的二次开发环境 ,详细论述了嵌入式CAM系统实现CAD平台可移植的基本原理和两种不同的实现方法 ,并分析了实现CAD平台可移植的几个关键问题 。