电子束计算全息图的制作

本文论述了利用电子束曝光机制作计算全息图的方法及其优点。并得到了制作Lohmann型计算全息图和计算全息微分滤波器的初步实验结果。     

计算全息图的基本理论与制作

与传统光学全息相比,计算全息图因具有极高灵活性,制作简单并且能够记录实际不存在物体的特点而被广泛应用。越来越多的专家和学者致力于研究计算全息图。在介绍计算全息基本理论后,采用四阶迂回相位编码方法,基于MatLab平台分别制作了傅里叶二元计算全息图和菲涅耳二元计算全息图。再现实验中得到的再现像直观明显,对研究和开拓计算全息图更广泛的应用具有参考价值。     

用计算全息图校正非球面的畸变

针对用计算全息图(CGH)对非球面进行检测时出现的非对称畸变,分析了3种基本的畸变模型,提出了一种有效的校正非对称畸变的方法.该方法采用较少的拟合参数即可实现对非对称畸变的精确校正,从而可以较大程度地减少畸变校正所需要的数据点对,避免过度拟合效应.通过光学仿真模拟分析了整个干涉仪系统的畸变,并利用以上方法对畸变进行了校正.仿真结果显示,畸变校正的相对残差小于0.2％.最后,设计并制作了处于离轴工作状态的CGH,并用此CGH对非球面进行了检测.利用上述畸变校正方法对测量的非球面面形进行校正,并用校正之后的结果进行加工迭代,最终非球面面形的收敛精度达到1.8 nm(RMS),得到的结果验证了提出的畸变校正方法的可靠性.     

利用曲面计算全息图进行非球面检测

研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测.分析了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及特点,并进行了具体设计.利用激光直接写入设备,在口径为110mm、曲率半径为504mm的曲面基底上制作出了计算全息图,并对金刚石车床车削的凸面非球面进行了检测.利用两步测量法解决了凸非球面的中心部位难以检测的难题,同时利用旋转相减法消除了调节误差,非球面的面形精度为234nm(P-V),与金刚石车床的精度相符.     

三维物体空间再现技术中的全息图计算

全息空间再现技术可以记录三维(3D)物体并在空间重构出三维像,是真实地再现三维场景的一种新的可行方法。三维物体全息图的计算是全息空间再现技术中的关键技术之一。本文在简要论述三维物体计算全息技术的理论基础上,对具有代表性的三维物体全息计算方法的原理和技术要点进行了重点论述。采用了层析法、菲涅耳波带法、多视角投影合成全息法等三种方法进行了三维物体全息图的计算,并利用LCR-2500空间光调制器及650 nm的150 mW半导体激光器对层析法计算的三维物体全息图进行了光电再现,对其它两种方法获得的三维物体全息图进行了数值再现,并三种计算方法各自的特点和局限性进行了具体的分析。在对目前三维物体计算全息技术中存在的硬件和算法等关键问题进行分析的基础上,讨论了提高三维物体计算全息图的效率和质量的有效途径。     

离轴非球面的计算全息图高精度检测技术

为了实现离轴非球面高精度定位、光路对准及面形检验,提出了一种使用计算全息图(CGH)技术实现离轴非球面高精度光学检测的方法.将被检非球面倾斜平移后作为轴上自由曲面进行CGH补偿检测设计,从而减小了检测光路的相对口径和CGH所需补偿像差,提高了CGH检测精度.使用自行开发的CGH专用设计计算软件,设计完成的CGH同时具有...     

复杂物体快速干涉计算八叉树结构模型生成法

在基于CAD(如Pro/E)系统卫星舱布局优化设计过程中需解决快速干涉计算问题。常用的干涉计算方法为八叉树法,但是在Pro/E系统中的数据结构为未知(商家保密),当被检测的复杂物体无法用常规数学模型描述时,则无法直接应用八叉树干涉算法。为此利用Pro/E全参数化的特点和所提供的二次开发接口,给出了基于Pro/E实体模型的八叉树结构模型生成的方法,以便在该系统下使用八叉树法实现不同给定精度下的快速干涉计算。经算例验证表明,该方法达到了预期模板,为基于CAD系统的卫星舱布局优化设计提供了有力的技术支持。     

凸缘的优化设计与计算

凸缘是压力容器开口的主要补强元件，常被应用于易燃易爆，高压，高温，低温，厚壁压力容器，要求疲劳分析的压力容器，盛装极度或高度危害介质的压力容器等重要场合，经过多方案的比较计算，优选出一些结构尺寸和角度值，最终筛选出三种凸缘结构形式，解决了设计中小直径接管凸缘计算通不过，大直径接管凸缘或人孔凸缘尺寸过大的弊病，按照本文提供的方法，设计者只要经过最多两种结构的比较计算，就能得到既满足补强要求，又减小结构尺寸的优化凸缘设计结果。     

微型轴承优化设计计算

将钢球球数Z、球中心圆直径D_o以及钢球直径D_w三个结构参数设为优化设计变量,根据额定寿命最长的要求构筑目标函数,建立11个不等式的约束方程,然后用约束非线性混合离散变量优化方法求解。结合28轴承优化设计给出程序总流程图、优化数学模刑源程序和输入输出数据文件。附图2幅,参考文献2篇。     

偏心齿轮传动的快速优化设计

偏心齿轮虽然在制造上与普通渐开线齿轮无异 ,却属于变传动比的非圆齿轮传动 ,设计计算十分复杂。本文将优化设计概念引入非圆齿轮设计 ,使非圆齿轮设计方法从传统的基于分析的设计发展为基于综合的设计 ,避免了带有较大盲目性的参数试凑和反复校验过程 ,提高了非圆齿轮传动设计的科学性和一次成功率。     

齿轮传动的可靠性优化设计计算

本文介绍可靠性设计与优化设计有机结合的理论和方法。并对可靠性优化设计如何应用于齿轮传动设计中进行了较详细地讨论,最后通过一个实例说明其实现方法。     

基于WRP点云三维物体的优化分层研究

空间曲面光源的衍射计算研究中,将曲面光源转换为平面光源的集合是一种较为流行的算法。基于波前记录(WRP)方法,计算出三维物体点与WRP虚拟平面有效距离关系,并通过对不同三维物体进行WRP分层计算,得出三维物体WRP分层计算的最优化分层数。模拟及光电再现实验结果表明,该方法在一定程度上能够加快计算全息图生成速度,并且重建像质量较高。     

球面四杆函数生成机构优化设计

为了提升连杆机构设计质量和机构运动性能,对球面四杆函数生成机构展开运动学分析,在考虑不确定因素影响下运用一次二阶矩法建立球面四杆函数生成机构运动精度可靠性模型,同时建立了以连杆机构函数输出运动误差的最大值、函数输出运动精度失效概率和函数输出误差均值与标准差平均值之和为目标函数的3种优化模型,并通过实例数值仿真对3种优化...     

真彩色全息图的研究

真彩色全息图的制作方法较多,为了提高真彩色全息图的质量,用安装有三色光栅的照相机直接拍摄彩色景物.通过一次暴光,把彩色景物的红、绿、蓝信息编码记录在一张与三色光栅密接的黑白胶片上,用单色激光同时再现出所记录的三种颜色的光强分布并将它们记录在一张全息片上作成彩色全息图,该方法的显著优点是制作过程中无须获得三张分色掩膜信息的全息图,改进了分色过程中的定位对准问题,提高了全息图的衍射效率,再现象的色彩明亮、保真度较高、还原性好.     

新模型系列风机的快速优化设计

介绍了新模型系列风机的快速优化设计计算方法,为简化设计计算及方便实践应用,采用了电子表格(Excel)进行风机机号、性能参数流量压力的取值来确定匹配关系:与风机转子组主轴强度、临界转速、轴承寿命的匹配关系;与风机叶轮轴盘尺寸的匹配关系;与电机功率安全系数、电机极数匹配关系的应用计算。并以CF51新模型系列风机采用电子表格设计计算方法为例,进行详细说明。     

岩巷快速掘进优化设计及应用

通过理论分析、现场试验以及数值计算等方式针对岩石巷道快速掘制定了专门的施工方案,以工业性实验的方式对所制定的方案的可靠性与有效性进行了分析和验证。     

搅拌输送车搅拌筒快速优化设计

搅拌筒是混凝土搅拌输送车的重要部件,拌筒叶片设计计算复杂,图纸绘制的工作量大。根据优化设计理论建立拌筒结构优化模型,对拌筒尺寸进行优化;基于SolidWorks中相应的特征绘制函数进行二次开发,通过程序代码实现特征的创建;将螺旋叶片在搅拌筒的不同部位进行分段,结合程序运算每段数据,对螺旋叶片分别进行造型设计和拟合,最终得到两条准确的螺旋叶片。实际计算表明本方法有效可行,实现了通过拌筒的设计参数进行筒体和螺旋线的快速优化设计。     

岩巷快速掘进优化设计及应用

通过对某矿井施工工程的基础影响因素的研究,对某矿井岩巷快速掘进的设计方案进行了分析,并进行了优化。优化后,日进6 m,单月掘进总数超过160 m,明显提高了巷道掘进速度以及整体施工效率,保障了矿井持续高效安全地生产。     

圓锥体的快速计算

在机械制造中用圆锥体(孔)作为配合表面,具有配合紧密、定位准确、装拆方便等优点,实际应用很多。圆锥体的几何参数,习惯上要经繁复的数学运算求得,现推荐一种斜角计算尺和一种斜角计算图表,在锥度计算、螺纹计算、多边形及圆周等分弦长计算、各种面积计算上都能简捷、方便地运用。省去了数学运算和查三角函数表的麻烦,并且具有实用所需的精确度。其计算步骤如下。圆锥体的各部分名称和计算公式如图1、表1所示,其中D——圆锥体的大端直径(mm);d——圆锥体的小端直径(mm);L——圆锥体的锥形部分长度(mm);α——圆锥体的斜