基于分子动力学单晶硅纳米切削机理研究

采用分子动力学三维模型研究单晶硅纳米切削机理，工件原子间相互作用力和工件与刀具原子间相互作用力分别采用Tersoff势和Morse势计算。通过切削过程中瞬间原子图像、能量和切削力的分析，发现在整个切削过程中，发生了非晶态相位的变换和切屑体积的改变，但没有明显的位错和弹性恢复产生。其中切削力的一个分力切向力在非晶态相位变换形成时起主要作用，另一分力轴向力是非晶态扩展的主要因素。单晶硅纳米切削机理不是位错在晶体中运动产生的塑性变形，而是非晶态相位变换产生的变形。     

渐开线齿轮齿根过渡曲线形状优化设计

描述齿根过渡曲线的有理ＥＥ样条的内权因子为设计变量，齿根过渡曲线区域最大ＶｏｎＭｉｓｅｓ应力极小化为目标，应用自适应有限元分析技术，对齿极过渡曲线进行了形状优化设计，获得了具有较高齿根弯曲强度的齿根渡曲线。     

微加工硅表面基于AFM的纳米压痕测量与分析

原子力显微镜(AFM)在完成对单晶硅的微加工后,其金刚石针尖被用做一个纳米压痕头以实现微加工区域内外机械性质的测量与分析.结果表明,以安装有金刚石针尖的AFM在经过化学机械抛光的硅基片上所进行的微加工,即使使用极小的切削力也会在加工表面形成变质层,但是其厚度值要小于化学机械抛光的硅表面变质层.由AFM测量的纳米级硬度值要大于由传统的Vickers和Hysitron 硬度测试仪所测量的值.另外,随着AFM压入载荷的减小,纳米级硬度值呈现出增加的趋势,这是由于在很小的压入载荷下所呈现出的压痕尺寸效应所导致.     

基于原子力显微镜(AFM)的微小结构加工工艺研究

为了解决AFM单独用于机械刻蚀加工存在的局限性以及加工过程中各种因素对加工结果的影响等问题,提出一种基于AFM的非硅工艺微结构的加工方法.把三维微动工作台叠加到原子力显微镜工作台上组成新的微加工系统,采用金刚石针尖作为加工工具.根据AFM在线成像后的结果对该工艺过程中各种因素产生的影响进行了研究、分析和说明,得出主要参数优选的一般方法,讨论了与其他微机械加工方法相比较采用该方法的优缺点和可行性.应用该系统进行了微结构的加工实验,实验结果表明该系统能够实现较高尺寸精度和重复性精度的微结构的加工,并且通过优选参数改进工艺完全可以应用于微机械领域中诸如掩模或微尺度模具等简单和复杂的准三维或三维微小结构的加工.     

基于FPGA新型位置预估算法的实现方案

提出一种新型位置预估算法,设计了适于在现场可编程门阵列FPGA上实现的全数字硬件实现方案,详细给出了各个模块的设计方法。仿真和实验结果表明了稳态时的位置精度较高。该方案解决了用DSP软件实现该算法的总体速度较慢、实时性差的缺点,完全能够满足高性能伺服驱动的要求,而且还可以与嵌入式处理器、其他功能模块或IP芯核等结合构成片上可编程系统。     

基于状态机的语音电子密码锁设计

为了进一步减少现有电子密码锁系统的规模,提高其性能的灵活性,设计了一种新型的语音电子密码锁.它具有智能语音提示、开锁、超次锁定、自动报警、管理员解锁、修改用户密码等功能,用FPGA(现场可编程门阵列)芯片和语音芯片ISD2560实现,体积小、电路简单.实际实验及仿真结果表明该设计功耗低、安全可靠,维护和升级方便,具有广阔的应用前景.     

电磁轴承的H∞鲁棒-模糊控制器设计

电磁力非线性,转子的动态特性复杂性及模型参数不准确是电磁轴承控制器设计不可回避的问题.考虑了电磁轴承气隙、励磁电流、转速、温度对电磁力影响及转子动态性能复杂性和模型参数摄动,结合T-S模糊模型利于解决非线性特点及H∞鲁棒控制方法抑制扰动强鲁棒性特点,设计了H∞鲁棒-模糊电磁轴承控制器.实验表明:采用H∞鲁棒-模糊控制器,电磁轴承系统具有较好的动态性能和鲁棒性能,削弱了电磁力非线性、转子的动态特性及系统参数摄动对系统性能的影响.     

不同晶粒尺寸钛合金高温压缩力学行为研究

为了解不同晶粒尺寸钛合金的高温变形力学行为,对α相平均晶粒尺寸分别为6、12μm和20μm的TC4钛合金进行了高温压缩试验,研究了晶粒尺寸和变形参数对TC4钛合金高温压缩力学行为的影响,建立了不同晶粒尺寸TC4钛合金的高温变形本构方程.研究表明:应变速率为10-4s-1时6μm的细晶钛合金出现超塑现象,应变速率在10-3～10-1s-1范围时,变形初期不同晶粒尺寸钛合金的流动应力符合Hall-Petch关系,由于细晶钛合金流动应力软化速度较快,变形至稳态阶段时细晶钛合金流动应力低于粗晶合金.     

BNi2+TiH2复合钎料钎焊C/C复合材料与GH99镍基高温合金

采用BNi2+TiH₂复合粉末钎料成功实现C/C复合材料与GH99镍基高温合金的钎焊,对焊后接头界面组织及力学性能进行了分析.结果表明,焊后接头典型界面结构为C/C复合材料/Cr₃C₂+MC+Ni(s,s)/MC+Ni(s,s)/Ni₃Si+Ni(s,s)/Cr₃C₂+MC+Ni(s,s)/GH99高温合金.钎料中加入TiH₂,可促进C/C复合材料母材的溶解,并在钎缝中部形成MC碳化物颗粒.随着TiH₂含量的增加,钎缝中部MC形态由细小弥散向大片状转变.当TiH₂含量为3%时,接头室温及800,1000℃高温抗剪强度最高,分别可达40,19及10 MPa,接头强度高于BNi2钎料钎焊接头强度,并可有效保证接头高温使用性能.