平面万向双阈值MEMS惯性开关

针对现有惯性开关阈值单一导致应用范围受限的问题,设计了平面万向双阈值MEMS惯性开关。该开关由弹簧质量块和两组弹性电极构成,采用周边弹簧支撑中心环形质量块的形式,低阈值弹性电极布置在环形质量块外部,高阈值弹性电极布置在环形质量块内部,两级阈值分别为450 g和900 g。仿真分析表明,方向差异引起的低阈值散布范围为-12%~-5%,高阈值散布范围为-23%~-12%;在幅值450 g、脉宽1ms载荷下敏感平面内最短接触时间70μs,在幅值900 g、脉宽1ms载荷下敏感平面内最短接触时间15μs。     

硅基MEMS安全系统参数化仿真方法研究

针对传统MEMS安全系统不具备通用化应用设计的问题,基于一体化设计思想,提出一种硅基MEMS安全系统.编写Matlab程序对阈值判定机构可靠解保的临界g值进行研究,并对边界进行分析,得到阈值判定机构连接节点的参数化设计方法.结果表明:当离心加速度超过52320g时,阈值判定机构能可靠解除保险,且参数化连接节点临界断裂g值的理论结果和仿真结果吻合度较高,误差均小于10％.本文的参数化研究方法可为MEMS引信的快速及通用化设计提供思路.     

多维变量对机械加工误差影响系统分析

针对加工零件传统单一变量对加工误差统计分析,不能解决多关联变量之间的关系对加工误差的影响问题,提出一种多维随机变量的机械加工误差分析系统。通过分析加工零件的关联尺寸,用Matlab建立加工误差的分布规律图,分析产生有效加工误差的概率;用统计产品和服务解决方案(statistical product and service solution,SPSS)对测量出的关联尺寸组进行Q型聚类分析,分析加工误差易发生段;用3维点图法分析关联尺寸产生的系统误差和随机误差;建立环形轴类零件的加工误差系统分析模型。结果表明,该分析系统能提高机械加工误差分析的精确度。     

惯性触发开关动态特性与引信弹道炸分析

针对70mm航空火箭杀爆弹引信弹道炸问题,提出了刚体动力学理论分析和ADAMS动力学仿真相结合的方法,对其惯性触发开关动态特性和弹道安全性进行分析。外弹道环境分析表明:万向发火的惯性触发开关闭合阈值设计不能忽略弹丸绕质心运动产生的径向惯性力。仿真计算和理论分析结果均表明:弹簧抗力和结构尺寸偏差对惯性触发开关闭合阈值影响较大,惯性触发开关实际闭合阈值可能超出设计范围。弹道安全性仿真和振动试验结果表明:惯性触发开关对弹道振动冲击的响应是敏感的,其闭合阈值下限偏低,与弹道振动冲击过载接近,弹道环境适应能力明显不足,若发生多次共振或高频振荡皆有可能引起弹道炸。     

超精密非球曲面磨削系统中砂轮修整技术的研究

为了磨削加工出高质量的非球曲面器件，砂轮的修整是非常重要的一个影响因素，本文首先从理论上分析了砂轮的半径误差对非球曲面器件加工精度的影响，然后设计研制了一套砂轮的电火花修整机构，具有结构简单，修整速度快，在位修整等特点，修整后的砂轮形状精度很高，最后，用修整好的砂轮进行非球曲面的磨削实验，其磨削加工的零件轮廓精度为0．3μm，表面粗糙度Ra优于0.01μm.     

火炸药及其相关物的热导率测定——小样品量的DSC测定法

在Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ＤＳＣ－２Ｃ差示扫描量热仪的基础上，附加一种自行设计，加工的热导率测量装置，建立了快速测定小圆柱体试样热导率的方法和计算式。测定了１８种火炸药及其相关物的热导率，其偏差系数不大于３．７％，低于国际公认的５％。其中四种物质的测量值与护热平板法和微热量热计法的测量值进行比较，结果吻合较好，彼此相关不大于３．６％。标准物质热导率实测值与标准值相符。     

典型水中战斗部炸药装药跌落撞击响应特性

针对大装药量的水中战斗部跌落安全性问题,采用自由式落锤试验方法模拟典型水中战斗部炸药药柱跌落撞击响应.以B炸药作为试验参考基准,选择水中战斗部的典型炸药装药RS211和2,4二硝基苯甲醚(DNAN)基炸药,通过落锤升降法获得炸药装药撞击响应阈值及撞击敏感性.结果表明:B炸药和RS211炸药在跌落撞击响应均为爆炸,φ20 mm×20 mm的B炸药和RS211炸药发生爆炸响应的最小高度分别为2 m和3 m,未发生爆炸响应的最大高度分别为1.8 m和2.5 m;φ30 mm×30 mm的B炸药和RS211炸药发生爆炸响应最小高度分别为5.5 m和6.0 m,未发生爆炸响应的最大高度分别为5.0 m和5.5 m;DNAN基炸药药柱在试验过程中均发生了爆炸,撞击响应随跌落高度降低转为爆燃反应,有大量被挤压的残余药粉,且相同距离处测得的冲击波超压值越来越小,说明爆炸响应程度越来越低.     

钢丝的圆度误差对引信弹簧尺寸及抗力的影响

钢丝的圆度误差是一个尚未被人们重视的问题。实践证明,它对弹簧的制造,尤其是对性能要求较高的引信弹簧的几何尺寸和力学性能都有较大的影响。引信用弹簧钢丝的圆度误差主要表现在椭圆度上。满足技术条件的钢丝,由于圆度误差大,将导致加工出的弹簧废品率高,甚至加工不出满足设计要求的弹簧。本文对两组公称尺寸相同而圆度误差不同的钢丝所制造的弹簧,从绕制成型直到电镀各主要工序后的几何尺寸及抗力的变化规律进行了实际测量和统计分析,证明钢丝圆度对弹簧几何尺寸和抗力散布的影响是一个不容忽视的因素。现有标准对圆度误差的规定偏松,可能是导致加工出的弹簧废品率过高的原因之一。本文对现行钢丝技术条件有关圆度指标的规定提出了修改意见。     

圆形质量块/柔性电极MEMS万向触发开关

针对现有MEMS惯性开关各向响应不一致和闭合时间短等问题,设计了一个采用周边弹簧支撑中心圆形质量块、柔性支撑固定电极结构形式的引信用MEMS万向触发开关。仿真结果表明,开关响应时间不大于300μs。由于采用圆形质量块,开关对0°～90°不同着角的冲击都能可靠响应;由于采用柔性电极,开关的闭合时间从小于10μs延长到30μs以上。     

赤磷对改进型HC发烟剂烟幕性能影响的试验研究

以改进型HC发烟剂为基础配方，试验研究了发烟剂中赤磷的含量对所成烟幕的红外光谱透过率，初始浓度和沉降速度及烟幕粒谱分布的影响。试验结果表明，当烟剂中不含赤磷时，其烟幕在8－14μm波段的红外光谱平均透过率为22．4％，当发烟剂中赤磷含量为10％时，形成的烟幕在8－14μm波段的红外光谱平均透过率降至7．8％。     

自消除激光破片测速仪误触发的算法

针对现有采用内触发方式的 JGM －P400激光破片测速仪在战斗部野外静爆试验中存在误触发现象,在对静爆试验中破片过靶信号为正向脉冲信号进行理论分析和建模仿真基础上,提出了基于过靶信号脉冲宽度的自消除系统误内触发算法。通过设置合适的过靶信号脉冲宽度阈值 TS ,给出内触发有效与否的判决表达式,并做算法的 FPGA实现。测试结果表明：设置阈值 TS为100μs时,该算法能有效判别系统内触发是否有效,并自动消除误触发现象,保证了激光破片测速仪测得的数据正确、可靠。     

三轮全向移动机器人的航迹推算定位方法

为提高自主定位机器人的定位精度,设计一种基于三轮全向从动的航迹推算定位机器人机构.机器人的主动轮系统由4个麦克纳姆轮组成,从动轮系统由3个全向轮组成.通过离散化航迹推算定位公式计算并更新机器人的位姿信息.最后通过实验测量多种运动方式、不同采样周期下的定位误差.结果表明:该方法可基本满足机器人室内定位要求,为航迹推算定位提供理论依据和实验参考.     

基于多通道电感测量的圆周等分孔位置度在线快速评定方法

针对工业机器人RV减速器精密零件行星架与摆线轮的加工精度在线测量问题,提出一种位置度极角二分法搜索寻优算法,并研制出一种融合位置度量规、坐标测量技术以及多通道电感协同测量技术的圆周等分孔位置度在线快速测量仪。利用多通道电感传感器采集零件被测孔的坐标数据,通过孔心多边形旋转变换和极角二分法迭代寻优,迅速准确得到各孔满足最优的位置度误差。设置单个零件测量节拍小于10 s,以适应生产线上的测量要求。基于分析测量仪的误差源,完成传感器静态标定实验和非线性误差补偿。算法仿真实验、重复性实验和精度对比实验结果表明：所提算法精度小于1.4 μm,精度较高;测量仪重复性精度小于1.5 μm,再现性小于1.0 μm;测量仪与三坐标测量机结果对比误差平均小于2.6 μm,证明了位置度在线测量仪具有较高的稳定性和可靠性。     

LLM-105在二甲基亚砜中的结晶介稳区研究

为改善2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的晶体形貌,控制LLM-105的晶体粒度,利用CrystalSCAN多通道结晶仪,采用浊度法测定了LLM-105在二甲基亚砜(DMSO)中的介稳区宽度。研究了初始浓度、搅拌速率和降温速率对介稳区宽度的影响。根据经典成核理论,计算了受降温速率影响的成核级数。结果表明,在降温结晶过程中,LLM-105在DMSO中的介稳区宽度随初始浓度,搅拌速度的增加而变窄,随着降温速率的增加而变宽。得到的最佳结晶条件为:初始浓度0.0700 g·mL~(-1),搅拌速率390 r·min~(-1),降温速率1.0℃·min~(-1)。当初始浓度从0.0670 g·mL~(-1)增至0.0750 g·mL~(-1)时成核级数从1.825升高到2.5747。在最佳结晶条件下,添加2.5 g粒度为4μm的LLM-105晶种于DMSO-LLM-105溶液中,可获得表面光滑、形貌规则、粒度(60μm)可控的高品质LLM-105柱状颗粒。     

弹体非正撞击/侵彻载荷响应的一种半经验分析方法

针对非正撞击/侵彻情况下的弹体结构动响应预示问题,将球形腔膨胀理论与经验方法结合,提出了一种弹体非正撞击/侵彻动载荷计算的半经验方法.基于本文半经验方法,沿终点弹道计算侵彻弹体的动载荷时间历程,进一步运用模态叠加法求解弹体结构动响应,对多个弹体算例的侵彻过载和应力进行预示并与数值仿真结果对比表明本文方法具有较强适应性,...     

增益钳制式850nm波长超辐射发光二极管设计研究

为了提高超辐射发光二级管的光谱宽度和出光功率,设计了外延片有源区非均匀阱宽三量子阱结构和波导区非对称大光腔结构。在器件结构设计方面,利用增益钳制理论提出了器件新结构,设计了多波长增益钳制系统;在器件制备方面,采用纳米压印技术在器件脊形台面上制作了多波长表面分布式反馈钳制系统纳米柱。制备的器件泵浦区脊形条长350 μm,吸收区长250 μm, 台宽5 μm,台高1 μm,在工作电流为160 mA时,室温连续输出功率14.63 mW,中心波长848.7 nm, 半峰宽22 nm. 这种新结构设计增益了器件非中心波长,抑制了中心波长法布里-珀罗振荡,同时实现了器件中心波长法布里-珀罗增益钳制。     

大量程高射频火炮自动机运动规律测试系统的光路设计

针对需满足当前大量程、高射频火炮自动机运动规律的测试要求,基于相关研究并在总结自动机运动特点的基础上,提出一种大量程高射频自动机运动规律测试方法。利用一字线形激光器作为测试光源,经柱面平凸透镜一维扩束后照射到自动机运动机构所粘贴的原向反射屏上,原向反射屏随自动机同步运动。通过高速相机采集原向反射屏运动的图像序列,经图像处理获得自动机的运动规律。根据实际测试指标分析方法所涉及到的光学参数,对曲柄导杆机构一维运动规律进行测试,试验结果表明：在满足某型号火炮自动机行程为700 mm,理论运动最大速度为10 m／s的试验条件下,系统所测的位移和速度误差分别为0.57％和0.99％,该光路设计方案可行。     

基于FPGA 的火炮实验场多相机触发控制系统

为实现火炮射击实验场多相机实时采集实验图像,设计基于FPGA的火炮试验场多相机触发控制系统。系统以FPGA为控制核心,以键盘的输入以及上位机和下位机的RS-485通信作为控制手段。详细介绍系统的软硬件设计,并通过FPGA逻辑分析仪实时在线仿真。仿真结果表明:该系统原理简单、结构紧凑、控制手段多、可靠性高,能克服传统触发电路的缺陷,满足火炮发射场多相机触发控制的要求。     

FeSiB非晶薄带的模量和膨胀系数研究

采用单辊法制备了宽4.5mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶薄带。用Q800动态热机械分析仪(DMA)分析测试非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随着退火工艺及测试温度的变化关系。结果表明:退火可以提高非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数;退火态与淬态非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随着测试温度的变化规律相同,即弹性模量都随着测试温度的升高而减小;线形变随着测试温度的升高而增大;非晶薄带的线膨胀系数在低温时随着测试温度的升高而增大,在高温时随着测试温度的升高而减小。     

集成声光芯片技术研究

设计了包括两只作为准直、聚焦元件的波导短程透镜和两级布拉格声光移频结构的单片集成声光芯片。数值计算了优化理想波导短程透镜的母线函数数值和声光器件的几何参数。在z、儿z方向尺寸分别为46 mm、2.5 mm、30 mm的Ti扩散LiNb03光波导基片上制作了光纤耦合结构的声光移频芯片。测试短程透镜传输损耗为1.2 dB，衍射光斑半功率点宽度为4.5μm；与单模光纤的耦合插入损耗小于20 dB;芯片驱动的中心频率为110 MHz;可实现3 dB调制带宽为±10 MHz.