光学镜面离子束加工材料去除效率

分析了离子束加工材料去除效率、不同材料之间的相对去除效率与工艺参数的关系。基于Sigmund溅射理论，建立表征去除效率的指标－法向去除率、体积去除率和溅射产额与束能、束流以及入射角度之间的关系模型。以石英、微晶和K4等为样件，实验分析了去除效率与工艺参数的关系，验证了模型的正确性。分析结果表明材料去除效率随束流线性增大；约与束能平方根呈线性关系；随着入射角度先缓慢增大，约在60~80°达到最大值，尔后迅速降为零。不同材料之间的相对去除效率与束流无关；与束能的关系较弱，可以忽略；随角度变化较为明显。     

光学镜面离子束加工系统设计和分析

研究了离子束加工系统的后置算法和误差补偿等问题。基于DH矩阵法，建立了系统的运动学方程，分析了工艺中离子源和工件的安装误差以及离子源相对于工件的六项对刀误差对加工定位的影响，建立了误差模型。在求解运动学方程时引入纠补矩阵，以消除离子源确定性的安装偏差对切平面定位误差的显著影响。补偿后的误差分析表明：切平面误差模型对对刀和安装精度提出要求后，靶距误差和入射角度误差同时也受到了限制，对加工的影响可以忽略不计。     

基于Bayesian原理的低陡度光学镜面面形误差离子束修正驻留时间算法

离子束修形是一种高效修除镜面误差的技术,驻留时间求解算法是此技术的关键问题之一.以光学镜面计算机控制成型原理为基础,建立基于Bayesian原理的平面镜面驻留时间算法,对数据边缘进行Gaussian延拓以消除边缘效应.分析驻留时间近似速度实现方式的实现误差与工艺参数的关系,通过在算法中引入附加光滑修正因子以提高驻留时间实现精度.在适当的路径规划下,将低陡度非球面修形过程近似用平面修形过程线性模型来描述,最终形成低陡度光学镜面面形误差离子束修正中驻留时间的快速近似算法.利用此算法对∮100平面镜和∮200球面镜进行修形加工,加工收敛率均可达9.研究结果表明:线性化近似模型是合理的,速度近似计算是可行的,基于Bayesian原理的低陡度非球面驻留时间求解算法是一种快速高效面形控制技术,可对镜面进行确定性精确修形.     

光学平面镜面离子束修形中速度模式的实现

针对光学平面镜面离子束修形工艺中,目前采用的位置加工模式额外加工时间长、精度不高的缺点,提出离子柬修形工艺中的速度加工模式,并给出速度加工模式中如何根据驻留时间计算加工中进给速度的方法.使用速度模式在自研的离子束加工机床KDIFS-500上进行了验证试验,对一块直径98 mm的微晶玻璃平面样镜进行修形,加工时间为17.5 min,样镜经过一次加工后,其面形误差的方均根值由初始的33.2 nm提高到了3.1 nm,面形收敛比高达10.7.试验结果表明,速度模式加工比位置模式加工可以缩短加工时间,提高加工精度,获得更大的面形收敛比.     

光学镜面离子束加工的材料去除效率

分析了离子束加工光学镜面的材料去除效率和不I司材料之间的相对去除效率与工艺参数的关系.基于Sigmund 溅射理论.建立了表征去除效率的指标一法向去除速率、体积去除速率和溅射产额与束能、束流以及入射角度之间的关系模型.以石英、微晶和K4玻璃等为样件,实验分析了去除效率与工艺参数的关系,验证了模型的正确性.分析结果表明,材料去除效率随束流线性增大,与束能平方根约呈线性关系;随着入射角度先缓慢增大,约在60～80°达到最大值.然后迅速降为0.不同材料之间的相对去除效率与束流无关;与束能的关系较弱,可以忽略;随角度变化较为明显.     

束流参数对光学镜面离子束加工去除函数的影响分析

在离子束光学镜面修形加工中,束函数的形状和大小决定了加工的修形能力和加工效率.虽然束函数的形状和大小可以通过一组工艺参数进行调节,然而,这组工艺参数对束函数影响的理论计算较为复杂,而且理论计算值与实验值也吻合的通常存在差异.为了找出工艺参数对束函数的影响规律,本文通过实验研究了离子束的几个主要的工艺参数(屏栅电压、屏栅电流、加速栅电压、中和极功率、氩气流量)对束函数的影响规律,建立了光学镜面离子束加工基本工艺参数数据库,为光学镜而离子束修形加工的工艺参数选择提供了指导依据.     

大口径标准平面镜主动校正仿真分析

为了让大口径标准平面镜能在多个不同工作状态下均能保持良好面形,采用主动校正的方法对重力引起的镜面支撑变形进行校正。整个支撑系统由主动校正系统和被动支撑系统组成,通过轴向支撑和侧向支撑相结合的被动支撑方式使标准平面镜保持平衡；当工作状态改变时,通过泽尼克拟合建立刚度矩阵,结合实际测得面形与最小二乘法计算校正力,将得到的相应的主动校正力作为第二级加载在轴向的支撑点上,使镜面面形恢复。仿真结果表明,不考虑镜子本身的加工误差,镜面改变45°时,主动支撑可将重力引起的面形误差从初始的RMS=λ/8(λ=632.8 nm)校正到λ/74；镜面改变90°时,主动支撑能将重力引起的面形误差从初始RMS=λ/6校正到λ/70。这种主动支撑方法能降低大口径标准平面镜在不同工作状态下引起的支撑变形,为大口径标准镜在多种工作状态下都能保持良好面形提供了依据。     

单兵腰部助力装置结构设计与运动仿真分析

对火炮装填手在装填炮弹过程中的生物力学进行分析,基于成年男子身体尺寸在SOLIDWORKS中建立了人体三维模型,设计出腰部助力装置的两种方案,分别穿戴在人体模型上,在ADAMS中进行火炮装填手搬运炮弹的运动学仿真,根据仿真结果选择合适的方案,并对相关结构进行优化。     

光学镜面离子束加工的可达性

提出了离子束加工可达性问题的理论描述和定义,分析了驻留函数解的存在条件,进而分析了采用不同直径的离子束去除不同频率面形误差时额外去除量的大小,最后进行了仿真验证。分析结果表明,对于高斯型的束函数,驻留函数解总是存在的。但是面形误差频率越高,驻留函数解越大,去除面形误差时去除的额外材料越多。额外的材料去除量随着离子束径和空间误差波长之比(d/λ)的增加而指数增加。当d/λ=0.5时,额外材料去除量为15%,还是可以接受的;当d/λ=1时,额外材料去除量迅速上升到73%,该值即很难被接受。理论分析和仿真结果表明,为了优化加工过程,d/λ应该＜0.5。     

有噪复杂度寻踪的不动点算法

给出了当源信号具有时序结构特性时有噪复杂度寻踪的不动点算法,与现有的盲源分离算法相比,该算法具有较快的收敛速度和好的信号分离性能,计算机仿真表明了该算法的有效性。