粒子钻井中液压动力控制装置的设计与试验

粒子冲击钻井系统的粒子注入系统,高压罐和螺旋输送机之间结构连接紧凑,空间狭小,电机的安装比较复杂,易产生振动。为解决此问题,研制出一种能够实现钢粒均匀、稳定、可控注入的粒子冲击钻井液压动力控制装置。对该装置液压系统进行设计,计算系统关键技术参数,优选动力系统设备。室内试验表明:在机筒内压25 MPa条件下,液压动力装置稳定运行240 min,液压控制系统能有效提供动力源,而且粒子驱动装置能稳定、可靠地运行。研究内容对粒子冲击钻井技术在我国深井硬地层钻井现场的推广应用具有重要意义。     

RBF神经网络在机器人视觉伺服控制中的应用

传统的机器人视觉伺服控制是由系统雅可比矩阵的计算得到图像空间与机器人空间的非线性关系,这种方法不仅计算量大、系统结构复杂,而且对系统模型误差敏感。针对此问题,在分析视觉伺服数学模型的基础上,设计了RBF径向基函数神经网络来实现机器人视觉伺服系统手眼协调功能,从而简化控制算法。通过仿真实验证明所设计的径向基函数神经网络控制系统具有良好的目标定位效果和泛化能力,并且极大地缩短了视觉伺服所需时间,很好地保证了控制系统的实时性。     

慢走丝线切割单点放电温度场有限元分析

建立了慢走丝电火花线切割单脉冲放电模型,利用有限元分析了单脉冲放电温度场分布。计算出该条件下工件放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的材料去除率进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正。讨论了不同峰值电流和脉冲宽度条件下,蚀除凹坑体积与材料去除率(MRR)的变化规律,并分析了峰值电流和脉冲宽度对MRR的交互作用。分析结果表明:考虑实际加工的相关因素,模拟的单脉冲放电的MRR经修正后可以近似表征实际连续切割时的MRR;单个凹坑的蚀除量随着电流和脉宽的增大而增大,并且电流和脉宽的交互作用随着它们取值的增大而更加明显。     

轴承研磨机加工流场的参数优化及实验分析

为了探索研磨机研磨流场的较优加工参数,应用FLUENT对不同压力入口以及同一压力入口下不同入口磨料流气相百分比的加工流场进行了数值模拟,对参数优化后的研磨机进行实验研究。模拟结果表明:当入口压力在0.3~0.8MPa时,流场存在较优工作压力,速度下降值较小,有利于磨削加工;当入口压力超过0.8 MPa时,随着入口压力的增加,速度下降值也会增大,动能损失变大,所以在加工时,尽量保持入口压力小于0.8 MPa,提高研磨机效率;相同入口压力下,磨料流气相百分比的增加,也会导致流场速度突变的状况,降低磨料流气相的百分比可以提高研磨机效率。实验结果表明:优化加工参数后能获得较好的工件金属表面效果。     

3D激光快速成形技术研究

针对激光快速成形这一重要的3D打印技术,分析了技术原理、关键技术步骤和应用优势,综述了激光成形技术研究和应用现状,对其在直升机制造业中的应用前景进行了分析。     

船舶液压油中微小颗粒的快速检测与计数研究

液压系统在船上具有广泛应用,当液压油污染物中出现粒径大于20μm的颗粒时,说明该系统发生了异常磨损,可能导致故障的发生。利用光阻法,设计并制作了微流控油液颗粒检测芯片,搭建了简单有效的光学检测系统,并经信号放大和数据采集实现了对微小颗粒的检测,最后通过Java编程实现了对粒径大于20μm颗粒进行计数。对25~38μm的铁颗粒进行快速检测的结果表明,系统的检测性能良好,证明方法是可行的。     

滑板式调节阀流场的数值模拟及性能预测

针对新型滑板式调节阀产品模型,采用基于各向同性涡黏性理论的k-ε双方程模型求解,获得了阀门内部流场不同开度下的压力场和速度场,预测了阀门出现空化现象的位置,建立了阀门的流量特性曲线和流阻特性曲线。通过研究发现,滑板式调节阀流通能力强,具有线性流量调节功能;阀门在小开度情况下,内部流场紊乱,存在大尺度的漩涡;仿真结果可为此类新型阀门的开发与优化提供了依据。     

天车机器人设计

为实现天车调运的自动化、机器人化,设计了实验室环境中的天车机器人。天车机器人的大车通过齿轮机构驱动,小车通过丝杠机构驱动,实现大车、小车及吊钩的3个坐标方向的运动;下位机采用单片机控制系统,通过电机驱动器实现对不同电机的控制,并通过蓝牙与上位机进行控制指令的通信;天车机器人视觉系统采用平行双目立体视觉结构,经标定后实现对目标物的视觉定位、测量等功能。实验结果表明:标定后的天车视觉系统校正精度高、目标定位准确,为进一步研究立体视觉匹配及深度信息测量打下了基础。     

128×128短波/中波双色红外焦平面探测器

首次在国内报道了128×128面阵短波/中波(SW/MW)双色碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器(infraredfocal plane arrays,IRFPAs)的研究成果.基于由采用分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p-p-P-N型碲镉汞(Hg1-xCdxTe)多层异质结材料,通过B+注入、台面腐蚀、台面侧向钝化和爬坡金属化,以及双色探测芯片与读出电路(Readout Integrated Circuit,ROIC)混成互连等工艺,得到了128×128面阵双色焦平面探测器.通过湿化学腐蚀方法的优化,将光敏元尺寸为(50×50)μm2的双色微台面探测器的占空比提高了一倍.该面阵双色红外焦平面探测器具有较好的均匀性和正常的光电特性.在液氮温度下,二个波段的光电二极管截止波长λc分别为2.7μm和4.9μm,对应的峰值探测率Dλ*p分别为1.42×1011cmHz1/2/W和2.15×1011cmHz1/2/W.     

128×128短波/中波双色红外焦平面探测器

首次在国内报道了128×128面阵短波/中波（SW/MW）双色碲镉汞（HgCdTe）红外焦平面探测器（infrared focal plane arrays, IRFPAs）的研究成果.基于由采用分子束外延（MBE）和原位掺杂技术生长的ppPN型碲镉汞（Hg1-xCdxTe）多层异质结材料,通过B+注入、台面腐蚀、台面侧向钝化和爬坡金属化,以及双色探测芯片与读出电路（Readout Integrated Circuit,ROIC）混成互连等工艺,得到了128×128面阵双色焦平面探测器.通过湿化学腐蚀方法的优化,将光敏元尺寸为（50×50）μm2的双色微台面探测器的占空比提高了一倍.该面阵双色红外焦平面探测器具有较好的均匀性和正常的光电特性.在液氮温度下,二个波段的光电二极管截止波长λc分别为2.7μm和4.9μm,对应的峰值探测率D*λp分别为1.42×1011cmHz1/2/W和2.15×1011 cmHz1/2/W.