矩形脉冲激励下悬挂式弹簧系统冲击特性的研究

以悬挂式弹簧系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统非线性无量纲动力学方程,利用龙格—库塔法对系统冲击特性进行数值分析。以系统加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为反映系统在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统悬挂角为变量,构建了系统的三维冲击谱。讨论了系统悬挂角以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,系统悬挂角、阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加阻尼可使系统加速度响应峰值明显降低。研究结论可为悬挂式弹簧减振系统的设计提供理论依据。     

高精度低冲击加速度校准装置研究

研究建立了基于ISO国际标准的碰撞式高精度低冲击加速度校准装置,在冲击加速度峰值20~10000 m/s2,冲击脉宽0.5~10 ms范围内实现产生半正弦波形的冲击加速度传感器的高精度校准。本文介绍了校准装置的构成和工作原理,通过与冲击加速度国家基准的比对,结果表明本装置可实现0.5%（k=2）的冲击加速度校准不确定度。本装置提升了我国冲击加速度校准装置的准确度,满足航空航天、交通运输、汽车工业等领域广泛存在的对冲击加速度计的高精度校准需求。     

高g值加速度冲击试验技术研究

摘 要：根据弹体高速侵彻硬目标过程中加速度测试的特点,研制了高g值冲击试验装置。它由一级空气炮、加速度存储测试装置、炮弹、反射式激光测速仪和激光多普勒测速仪等组成,并在该冲击试验装置上进行了弹载加速度存储测试装置的高g值冲击试验。采用泡沫铝缓冲件对记录电路模块进行缓冲保护,利用光栅作为合作目标,由两套激光多普勒测速仪同时记录冲击过程中测试装置外壳和电路模块的激光频移信号, 处理可得到二者的加速度——时间曲线,比较了泡沫铝的高g值缓冲效果。     

阻尼对非线性缓冲包装系统跌落冲击的影响

基于文（１）的结果，进一步研究了阻尼对非线性缓冲包装系统跌落冲击的影响，阻尼使非经性包装系统位移峰值和加速度峰值明显降低，但对脉冲持续时间几乎无影响。     

高g值加速度传感器激光绝对法冲击校准技术研究

在详细分析反射式激光多普勒原理的基础上,研究了高g值加速度传感器的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆作为加载手段,利用差动式激光多普勒干涉仪来绝对复现冲击加速度的量值。针对高g值压阻加速度传感器SIMIT-AYZ-60k进行了一系列的校准试验,利用积分运算法和最小二乘法的组合从准动态条件下的校准数据得到了准静态条件下的传感器冲击灵敏度。试验表明,这种方法实现了利用脉宽有限的激励脉冲对固有频率在20kHz以上的高g值加速度传感器的校准,校准的不确定度可以满足冲击测试的工程需求。     

弹载加速度记录仪在冲击环境下的失效研究

在弹体侵彻过程中,首先分析高g值冲击对弹载加速度记录仪的影响,得出应力波作用下加载到弹体内记录仪的加速度值,并研究了加速度记录仪壳体、缓冲材料及电路板的动态结构响应,进而提出可能出现的失效模式：壳体结构的失效、缓冲材料缓冲性能的不足、芯片与PCB板相对运动导致芯片的裂纹。针对各失效模式,利用ANSYS/LS-DYNA对记录仪各防护单元进行了数值模拟仿真,得出各防护单元失效的临界冲击加速度值: 电路板失效的临界冲击加速度为1.93×104g,当加载冲击加速度为1.63×105g时,壳体发生屈曲;增大冲击加速度至5.63×106g时,缓冲材料失效。经过实弹侵彻试验,得出记录仪在1.5×105g的冲击加速度下失效。该实验结果对后续弹体实际侵彻弹载记录仪的设计及优化提供数据支撑。     

一种采用TiNi合金柱壳的抗冲击装置设计

利用TiNi形状记忆合金材料及橡胶高聚物,组合设计了适用于潜艇平台的可反复使用的抗冲击装置,并对其在不同冲击脉宽和峰值作用下的抗冲击特性进行了数值研究,结果表明该抗冲击装置对冲击加速度的衰减高于95%,可以对100kg左右的机电设备提供有效的抗冲击防护.将该装置与传统的线性弹簧抗冲击系统进行了比较,其相对变形量及加速度响应均小于线性抗冲击系统,更为重要的是,变形过程中的能量滞回能够有效的衰减振动能量,使振动幅值迅速减小.     

高精度低峰值冲击加速度绝对法标准装置的研究与建立

介绍建立的一种高精度低峰值的冲击加速度标准装置,该装置利用空气轴承支撑的两根金属棒间的机械碰撞来产生冲击加速度激励,利用外差式激光干涉仪测量碰撞过程中的机械位移量,按照ISO国际标准推荐的算法,结合虚拟仪器技术精确复现冲击加速度物理量,从而实现加速度计的冲击绝对法校准.实验数据表明,该标准装置在冲击加速度峰值小于5000m/s2范围内,测量结果扩展不确定度小于1％(k=2),并且与绝对法振动校准结果比较的En值小于0.1.     

便携式冲击加速度激励装置研究

冲击加速度测量技术广泛应用于军队科技建设中。针对冲击加速度传感器计量的需求和特点,遵循军事计量设备国产化趋势,研制加速度幅值范围为2×10~2～1×10~5m/s~2、脉冲持续时间范围为0. 2～4 ms的便携性气动上抛式冲击加速度激励装置,完善军用冲击加速度动态计量技术体系,为我国军事冲击计量提供重要技术保障。     

加速度冲击校准研究

文章将加速度冲击校准分为绝对法、相对法和比较法进行介绍,并给出了几种半正弦冲击脉冲激励装置的激励范围及校准装置的测量范围和测量不确定度。所提出的加速度类比法系冲击校准新方法,是相对法和比较法的结合,能对冲击加速度传感器灵敏度、幅值线性度与频率响应等进行较为准确的检定与校准。     

亚太计量规划组织低g值冲击加速度研究性国际比对

2013年8月至2014年12月,中国计量科学研究院作为主导实验室,组织4个实验室参加了亚太计量规划组织低g值冲击加速度研究性比对。这次比对参比的测量装置包括2种基本类型的低g值冲击激励方式的激光绝对法测量系统。第一类基于半正弦冲击加速度波形比对的加速度范围为500m/s2至5000m/s²,冲击脉宽为0.5ms至5ms;第二类基于正弦冲击加速度波形比对的加速度为1000m/s²,冲击脉宽为0.03ms至0.2ms。比对结果表明,各参比实验室测量结果与比对参考值的偏差小于相应的等效不确定度。     

超低频振动国家计量基准装置的研究与建立

根据超低频振动标准装置的研究现状和应用需求,研究和建立了国家振动幅值和相位基准装置,其频率为0.002 Hz~160Hz、振幅为峰峰1 m、承载30 kg、加速度波形失真度＜1%。介绍了装置的结构组成,描述了大行程水平振动台的设计方案、反馈控制技术、管线拖曳系统和激光测振系统,给出了装置的主要技术指标和比对实验数据。解决了我国超低频振动计量的溯源问题     

舰载设备抗冲击试验系统建模与仿真

为使冲击试验机的模拟试验更贴近于实际水下爆炸环境，提高舰船及其设备的抗冲击能力，满足最新抗冲击标准的要求，提出了以液压系统为动力源的新型重载双波冲击试验机系统的模型结构，解决了正负波实现过程中的关键性技术，构建了系统的精确动力学模型。为了对系统在不同测试条件下的参数配置和达到的预期性能进行考察，分别针对BV043／85标准提出的三类设备的冲击环境进行了仿真。仿真结果表明，该系统可以产生与最新抗冲击标准BV043／85和MIL—S-901D相吻合的冲击加速度波形，为实际冲击试验机系统的设计建造提供了理论依据。     

Tunable high-power narrow-spectrum external-cavity diode laser at 675 nm as a pump source for UV generation

High-power narrow-spectrum diode laser systems based on tapered gain media in an external cavity are demonstrated at 675 nm. Two 2 mm long amplifiers are used, one with a 500 μm long ridge-waveguide section (device A), the other with a 750 μm long ridge-waveguide section (device B). Laser system A based on device A is tunable from 663 to 684 nm with output power higher than 0.55 W in the tuning range; as high as 1.25 W output power is obtained at 675.34 nm. The emission spectral bandwidth is less than 0.05 nm throughout the tuning range, and the beam quality factor M(2) is 2.07 at an output power of 1.0 W. Laser system B based on device B is tunable from 666 to 685 nm. As high as 1.05 W output power is obtained around 675.67 nm. The emission spectral bandwidth is less than 0.07 nm throughout the tuning range, and the beam quality factor M(2) is 1.13 at an output power of 0.93 W. Laser system B is used as a pump source for the generation of 337.6 nm UV light by single-pass frequency doubling in a bismuth triborate (BIBO) crystal. An output power of 109 μW UV light, corresponding to a conversion efficiency of 0.026% W(-1), is attained.     

石英挠性加速度计在超低频振动国家基准研制中的应用研究

介绍了超低频振动国家基准装置。采用改进型石英挠性加速度计SA704和研发的适配器MSA-I组成的振动套组,作为超低频振动台负反馈控制的拾振器和装置性能测试的标准器,有效地降低了振动台台面输出加速度波形的失真度,抑制了环境振动的影响,实现了0.002 Hz以上加速度失真度小于1%;解决了1 Hz以下超低频段无测量传感器的问题。该套组可作为低频和超低频振动基标准装置量值传递的标准器和核查标准。     

Highly efficient all-optical control of surface-plasmon-polariton generation based on a compact asymmetric single slit

By engaging a compact asymmetric single slit coated with a photorefractive polymer, surface-plasmon-polariton (SPP) generation was efficiently controlled by a pump beam. In the structure, the nonlinear light-matter interaction is enhanced because of the cavity effect, which increases the sensitivity of SPPs to the surrounding dielectric. By variation of the real part of the refractive index together with an interferometric configuration, high on/off switching ratios are achieved. Moreover, the SPP generation and modulation processes are integrated in the same asymmetric single slit, which makes the device ultracompact. Experimentally, a high on/off switching ratio of >20 dB and phase variation of >π were observed with the device lateral dimension of only about 2 μm.     

应用高温固定点校准精密光电高温计

通过复现温度间隔相近的3个高温固定点黑体,可以实现0.65 μm高温计在900～2 500 ℃、0.9 μm 高温计在600～2 000 ℃范围内的内插,不确定度最好水平分别达到0.3～1.2 ℃和0.3～0.6 ℃(k=2)。通过其他非分度固定点黑体和高温变温黑体的验证,2种波长高温计与高温基准温标的一致性优于0.1 ℃。应用高温固定点可以满足精密光电高温计接近国际最高水平的校准,提升高温校准的不确定度水平。     

Q-switched fiber lasers with carbon nanotubes hosted in ceramics

Q-switched fiber ring lasers operated by single-walled carbon nanotubes (SWNTs) hosted in SiO(2) matrix are demonstrated by highlighting their stable operation and dramatically improved thermal damage threshold. Employing aerosol deposition process, SWNTs are incorporated into the ceramic host at room-temperature without solubility limitation. After experiencing the intracavity optical power higher than 15.3 dBm, the hosted SWNTs survive to provide Q-switching operation. The continuous repetition rate tuning is achieved in the range of 11.1-32.2 kHz with the pulse-duration of 7.1-15.8 μs at 1558.5 nm.     

数学摆台法的超低频加速度校准

建立了基于数学摆台法的超低频加速度校准装置,解决了线振动台超低频加速度信噪比低的问题,对相关校准具有参考价值和借鉴作用。根据低频噪声理论,在建立激光测振仪的功率谱密度模型基础上,提出了位移噪声的定量评价方法,通过实验验证了所提方法的正确性。对数学摆台的虚拟摆臂、激励传递系数进行了实验测量,对校准装置的测量不确定度进行了评定。该装置实现了加速度计在频率范围0.001～0.1Hz、加速度范围5×10^-7 ～1×10^-2m/s² 的绝对法校准。