无规碰撞对光学表面统计特性的影响

用数值方法研究了抛光粒子对光学表面的无规碰撞对光学表面的粗糙度和功率谱密度的影响.结果表明,对于随机起伏的初始表面,经过抛光粒子的无规撞击之后,表面粗糙度先是逐渐减小,随后开始增加.经过撞击的表面,其高度的起伏由原来的完全随机分布变为具有分形的特征,其功率谱密度具有倒指数规律,这与精密抛光表面的测量结果相符,从而解释了精密抛光表面功率谱密度具有倒指数规律原因.     

Daubechies小波在机床动态误差特征提取与辨识中的应用

针对机床各部件的动态信号特征在加工工件的面形误差中提取困难的问题,结合加工工件面形检测结果,提出基于小波变换和功率谱密度分析的超精密机床动态误差特征提取的新方法.采用Daubechies小波变换,从加工检测信号处分解出了低频和高频信号.同时,将小波变换与功率谱密度相结合,实现了机床动态误差特征的有效提取与辨识。     

硬铝合金超精密车削残余应力的仿真及试验

为满足超精密车削加工零件低表面应力的使用性能要求,采用有限元和试验相结合的方法,对硬铝合金进行微米级的超精密车削仿真和试验.分析切削过程的切削力和切削温度,研究已加工表面残余应力产生的原因及残余应力的性质,得到切削深度和切削速度对已加工表面残余应力的影响规律.仿真结果表明:金刚石刀具车削硬铝合金,切削温度低,切削力小,但是单位切削力大.切削力是已加工表面形成残余压应力的主导因素.表层残余应力随着切削深度的增加而变大,随着切削速度的增大反而有减小的趋势.在微米级硬铝合金的超精密切削过程中,切削深度对已加工表面残余应力的影响更为显著.进行微米级的超精密车削试验,采用XRD对表层残余应力进行测量,对有限元仿真结果进行了验证,为硬铝合金超精密车削表面残余应力的控制打下理论基础.     

三维角度域网络干扰的空间选择特性

针对包含大规模空间分离节点的无线通信网络,为研究其干扰的空间选择特性,提出一个三维高斯干扰空间分布模型,并给出相应的干扰功率角度谱密度函数．基于干扰功率角度谱密度函数和三维成型因子理论,推导出了三维非规范复球谐系数、成型因子、衰落率方差、空间相关函数和相关距离等关键干扰空间统计特性的闭合表达式．仿真结果表明,三维空间角度对干扰功率角度谱密度函数和关键空间统计特性具有重要影响,其中15°俯仰角可作为三维智能天线和波束赋形的合适指向．     

等离子体抛光对表面粗糙度的影响

为了得到超光滑表面且无表层损伤的光学元件,引入一种新型的超光滑表面加工技术——等离子体抛光.在新设计的等离子加工实验平台上进行了等离子体加工工艺实验,对氧气流量,放电功率大小,磁场大小几个参数对基片表面粗糙度的影响进行了实验研究,且优化了工艺参数.结果表明增加氧气流量,合理控制功率和磁场强度都会使等离子体抛光基片表面粗糙度减小.当氧气流量为50 sccm,功率为80 W,磁场强度为17 mT时,粗糙度达到最小值0.9 nm.     

功率谱密度指导超光滑镜面加工

根据双向反射分布函数反演功率谱密度,利用得到的功率谱密度函数指导镜面加工,理论推导结果合理,已经用于实际镜面加工。     

基于数值仿真的大型塔式磨机工作特性分析

针对大型塔式磨机在设计阶段驱动功率、螺旋主轴应力和出料粒度分布(PSD)等指标的预测不准确问题,提出了基于流固耦合(CFD-DEM)联合仿真的塔式磨机工作过程数值模拟方法,对工作过程中研磨介质运动分布、力链分布、碰撞谱以及驱动功率进行分析,并将载荷信息作用到有限元模型中对磨机螺旋主轴应力状态及分布进行计算;此外,建立塔式磨机磨矿过程的数学模型,以分析不同工艺参数对磨矿效果的影响。通过实测不同装球量条件下的驱动功率验证了流固耦合仿真结果的正确性,并通过一系列磨矿试验确定了数学模型中的关键参数。分析结果表明:研磨介质尺寸、填充量以及螺旋搅拌器速度等参数是影响塔式磨机作业性能的主要因素。     

半连续Ag纳米薄膜显微图像的多重分形谱研究

多重分形谱是分形理论中最基本的一个数学概念,也是分形理论应用中最重要的一个方面。在解决实际问题中多重分形谱主要用来描述物理量不均匀的随机概率分布,通过对半连续Ag纳米薄膜显微图像结构形貌的分析和处理,以及通过薄膜显微图像多灰度概率测度进行多重分形谱分析,用多重分形谱描述随薄膜厚度变化的Ag颗粒的空间分布的不均匀性。实验结果表明,多重分形谱是一种有意义的表征参数,能够从多分形角度对薄膜中Ag厚度的空间分布均匀性和尺寸分布进行定量化的分析和解释。     

超声辅助金刚石飞切纳米氧化锆陶瓷表面粗糙度研究

为解决硬脆材料超精密加工难题,提出将超声加工与金刚石飞切相结合的方法,对纳米氧化锆陶瓷超声辅助金刚石飞切超精密加工展开研究,首先从理论上,分别对普通金刚石飞切与超声辅助金刚石飞切的加工特点进行分析,建立了2种情况下的理论粗糙度数学模型,分析了各种加工因素对其加工表面粗糙度的影响规律,之后进行对比正交试验,分别分析了主轴转速,进给量以及背吃刀量等加工参数对纳米氧化锆陶瓷已加工表面粗糙度的影响规律,试验结果表明,超声辅助金刚石飞切技术适合于纳米氧化锆陶瓷等硬脆材料的精密超精密加工。     

基于双纳米孔的超表面全息成像

为提高超表面的信息存储能力,从波长复用的角度出发,基于几何相位理论设计了一种由两种不同结构参数的椭圆纳米孔构成的超表面。利用时域有限差分法分析超表面的各参数的影响规律,通过超表面各个参数的调节,获得了530 nm和710 nm双工作波长下电磁波独立调控能力。并利用Gerchberg-Saxton算法对超表面的排布进行规划,利用该结果获得了同一位置双图像的呈现。530 nm处的成像图与原图像之间的均方误差约为0.082,710 nm处成像图与原图像之间的均方误差约为0.058,实现了超表面对于波长方面的双通道复用。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。本文作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系 ,提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析 ,对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算 ,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析 ,并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算 ,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中 ,在满足精度要求下 ,加工叶片的效率有明显的提高 ,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系,提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析,对五轴联动加工中影响较大的非线性误差进行较为严格的计算,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析,并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中,在满足精度要求下,加工叶片的效率有明显的提高,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一.本文基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系,提出几何误差的控制方法.基于刀具与工件的五维包络运动分析,对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差.对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析,并提出有效控制几何误差的方法和措施.文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中,在满足精度要求下,加工叶片的效率有明显的提高,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差.     

Improved AAG based recognization of machining feature

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基于ELID精密镜面磨削技术的外圆精加工工艺

为了探究外圆精加工的新途径,采用在线电解修整(electrolytic in-process dressing,ELID)精密镜面磨削技术,对外圆进行ELID精密超精密磨削实验.鉴于许多典型难加工材料的平面精密加工和高效加工是通过ELID精密镜面磨削技术解决的,通过改装机床工艺设备、优化工艺参数,得到当砂轮线速度为20 m/s、磨削深度为10μm、电极间隙为0.3 mm、电压为10 V、电流为1 A、占空比为2/3时,已加工表面的表面粗糙度为0.025μm,外圆磨削状态最佳,加工工件的表面质量最优.     

核设备设计地震动包络标准PSD的拟合及试验研究

核设备的抗震设计是核电厂抗震领域的一个重要问题,为了实现核电厂设备典型反应谱(RRS)匹配和标准功率谱密度(PSD)包络的设计地震动拟合,提出了一个标准PSD生成方法,该方法基于2014版《标准审查大纲》(SRP)建议的核电厂厂址设计地震动拟合方法,考虑迭代相关及随机相位谱对迭代收敛效率的影响,并通过在传统频域法拟合人...     

弧面凸轮单侧加工原理初探

弧面凸轮的国呀通常采用范成法。刀具半径等于该凸轮机构的滚子半径,这种方法的缺陷是沟槽两侧同时铣削,加工质量不佳,且难于实现磨削精加工。本文从弧面凸轮的接触角和滚子中心线的轨迹出发,同时考虑到弧面凸轮表面的非凸性,提出了单侧加工方法,并给出了有关的计算公式。该方法克服了范成法加工的缺陷,同时具有计算简单的特点。     

软金属球精密/超精密镜面抛光工艺

为了探究软金属球精密超精密加工的新途径,采用精密/超精密镜面抛光技术,对其进行镜面抛光实验.实验结果表明:研抛压力、抛光液的p H值、磨粒大小和研抛垫的厚度是影响表面加工质量的主要因素.当研抛压力在0.6~0.8 N/cm2、抛光液p H值为10、磨料粒度为W0.5、研抛垫厚度为2 mm时,抛光效果最佳,可以有效地提高加工效率,改善表面加工质量,得到表面粗糙度Ra为0.039μm的已加工表面.     

对极薄切削若干问题的分析

针对超精密切削的实现条件，即锋利的金刚石刀具和高精度、高刚性的切削机床及其他周边技术的支持，对极薄切削进行了分析．在其他加工条件固定时，金刚石刀具的刃口钝圆半径影响稳定切削时的切削厚度，进而影响切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量．最小切削厚度的获得是反映超精密切削加工水平的重要标志，因此对极薄切削进行分析具有重要意义．     

脉冲超宽带通信系统功率谱分析与控制

由于脉冲超宽带通信系统可以无需许可地与其他系统共享工作频带，因此其功率谱受到严格限制，为了能够有效控制功率谱来满足特定频谱要求，通过理论分析的方式研究了多址方式、调制方式以及基带脉冲波形对功率谱的影响．基于此分析，深入研究了采用脉冲极性随机化处理、最大化功率利用率波形设计和码谱设计等方法控制功率谱的问题，并进行了具体设计和仿真验证．结果表明，综合采用上述方法，可以使系统具有灵活的频谱特性．