不同工艺策略对机器人增减材复合制造316L不锈钢表面质量和力学性能影响的研究

针对激光定向能量沉积（LDED）成形零件尺寸精度低、表面粗糙度大的问题，采用机器人增减材复合制造平台，研究了不同工艺策略（先增材后减材成形及增减材交替成形）对增减材成形316L不锈钢试样表面质量和力学性能的影响，阐明了增减材交替工艺策略的层间作用对成形试样表面质量和力学性能的影响机理。对增材和减材工艺参数进行优化，确定优化后的参数为激光扫描间距2.5 mm、刀具主轴转速3600 r/min、刀具进给速度3 mm/s、铣削深度0.3 mm和铣削宽度3 mm，并采用该优化参数在不同工艺策略下成形了316L不锈钢试样。结果显示：先增材后减材和增减材交替成形试样的力学性能相当，增减材交替工艺策略可以实现内部结构复杂的316L不锈钢零件的成形，对零件成形性能没有消极影响。最后采用增减材交替工艺策略进行了阀门模具的制造，验证了增减材复合制造工艺的工业应用可行性。     

光学镜片精密车削表面粗糙度预测及参数优化

针对环曲面光学镜片加工难,对环曲面精密车削加工进行粗糙度预测及工艺参数优化研究。基于响应曲面法(RSM)采用慢刀伺服车削技术进行曲面加工,探讨了刀具圆弧半径、进给速度、背吃刀量、主轴转速及离散角对表面质量的影响,建立了以表面粗糙度为响应的多元回归数学模型,利用满意度函数法对模型进行优化求解,确定了最佳工艺条件:刀具圆弧半径0.89mm,进给速度5μm/r,背吃刀量5μm,主轴转速200.32r/min,离散角5.64°。通过该模型分析了因素对响应的交互作用及其对表面粗糙度影响力的大小:刀具圆弧半径影响最显著,进给量和背吃刀量次之。验证试验表明,通过响应曲面法建模能对环曲面镜片车削加工的表面粗糙度进行有效预测。     

激光辅助加热下的微塑性成形的研究

为了解决难成形材料微构件成形困难,采用脉冲固体激光器对铝合金微型件进行了辅助加热实验研究,同时利用有限元软件ABAQUS建立了基于激光加热的微镦粗圆柱形工件的热力耦合有限元模型,对激光加热后的温度场分布和微塑性成形过程进行了模拟研究。结果表明,工件在激光功率800mW,加热时间0.08s,光斑半径0.1mm下的温度场分布呈卵圆形,在短时间内温度场基本趋于均匀化,激光加热下的微塑性成形应力比常温下降低了30%左右。这一结果对提高微塑性材料的成形性能和完善微热及微温成形工艺是有帮助的。     

激光驱动飞片加载金属箔板成形的加载机制

介绍了激光驱动飞片加载金属箔板成形的方法.采用激光驱动飞片的Gurney模型,计算得出功率密度0.64 GW/cm2时,10μm厚的铝飞片速度可达到250 m/s,碰撞压力为1.9 GPa,是约束模型下激光诱导压力的3倍左右.表明激光驱动飞片加载的成形能力显著高于激光直接冲击;采用LS-DYNA软件数值模拟了激光驱动飞片加载铝箔微成形过程,发现冲击载荷下飞片应力、速度变化的模拟结果与理论计算吻合度较好,验证了激光驱动飞片加载机制的正确性.     

管材激光弯曲成形有限元工艺仿真及其机理研究

管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法,将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形面热源,并且考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型。有限元仿真结果表明:同板料的激光弯曲成形一样,对应于加热和冷却阶段,管材的激光弯曲成形也分别经历反向弯曲和正向弯曲两个变形阶段,管材激光弯曲成形的内在机理是典型的温度梯度机理。     

微尺度激光弯曲成形数值模拟与实验研究

建立了厚度为0.1mm的不锈钢钢箔激光弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,并采用有限元软件MSC.Marc模拟计算得到了箔材弯曲变形过程中的温度场、变形场与应力应变场。分析了应力、温度、变形三者之间的内在关系,阐述了激光弯曲成形的温度梯度机制(TGM)。建立了微尺度激光弯曲成形的实验装置,验证了有限元模型(FEM)的可靠性,模拟计算结果与实验结果吻合较好。通过实验分析了激光功率、扫描速度以及激光扫描次数等工艺参数对激光弯曲角度的影响规律,并对影响原因进行了初步分析,为进一步对微尺度激光弯曲成形机制及工艺的研究打下了基础。     

压电双晶片阵列式直线驱动器的设计与研究

基于压电双晶片提出一种新型准静态直线压电驱动器,可通过阵列的方式获得所需机械输出力,结构简单,性能稳定,可控性强。利用有限元软件对驱动器结构进行设计与分析,并加工制造了该驱动器的物理样机。最后通过实验发现,当驱动频率为500~2 100Hz时,驱动器可直接输出直线运动。当驱动频率为1 100Hz,驱动电压峰-峰值为200V,预紧力为1.5N时,该驱动器最大输出速度可达95mm/s,最大输出力为0.7N。     

压力加工与铸造、成形工艺

根据粉末体材料的塑性理论,利用体积可压缩有限元法,对粉末体材料成形过程和致密化过程进行了数值模拟,并开发了粉末体材料成形有限元数值模拟分析系统 PM-2DF。通过对粉末体镦粗过程的有限元数值模拟,说明了粉末体材料镦粗过程的变形特性、致密化规律及粉末质点的流动规律,并与实验结果进行了对比。参6     

一种弯曲模态直线超声电机的研究

提出了一种改进的弯曲模态直线超声电机。该电机利用兰杰文振子两相正交的3阶弯曲振动,在其驱动足处形成椭圆运动,推动动子运动。采用超声变幅放大了定子驱动足处的振幅。利用有限元方法用来设计定子的结构尺寸。实验表明,在电压峰-峰值200V下,该电机最大空载速度为113mm/s,最大输出力为10N。     

碳化硅铝合金材料触变成形电子封装壳体研究

采用有限元软件DEFORM-3DTM,开发了热力耦合触变成形电子封装壳体模拟模型,模拟了SiCp/A356(铝合金)复合材料电子封装壳体的成形过程。对触变成形过程中坯料流动速度、等效应变和温度分布进行了分析,并对可能产生的成形缺陷进行了预测。结果发现,使用半固态触变成形技术可成形SiCp/A356复合材料电子封装壳体,在挤压速度为100mm/s、坯料温度为580℃时,能够较好地满足电子封装壳体尺寸的要求,但成形过程中常伴有低于半固态温度的热加工现象出现。     

RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的分析

RTD与HBT是高频高速器件,共振隧穿二极管-异质结晶体管(RTD-HBT)环形振荡器有很好的应用前景.详细介绍了RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的工作原理,建立了RTD,HBT及RTD-HBT环形振荡器的等效电路模型,并对RTD-HBT环形振荡器用Pspice模拟软件进行了电路模拟.模拟结果与预期结果一致,有助于指导该电路的设计.     

机／相扫雷达天线座柔性密封环研制

介绍了机/相扫雷达天线座柔性密封环密封结构特点,阐明了密封环结构设计、材料选择、制造加工方法。分析了膜片波形、宽度、膜片成型角和膜片个数对波纹管力学性能的影响,对柔性密封环优化及改性,通过模拟试验装置进行评定及分析,研制的密封环,经各项试验考核,寿命和密封均符合总体设计要求。     

Minimizing Phase Noise Variation in CMOS Ring Oscillators

The variation of phase noise across the frequency of operation of a CMOS ring oscillator is described analytically. The delay element of the ring oscillator considered comprises of a source-coupled differential pair with an active load element. In this circuit topology where the frequency of oscillation is varied by changing the resistance of the load, theory derived in this work predicts that phase noise will remain constant if constant output swing is maintained. Such an oscillator is designed in a 0.5 m CMOS process and the simulation results verify the theoretical analysis. Consequently, an oscillator design methodology is provided that dramatically reduces the phase noise optimization problem to just one frequency within the oscillator's output frequency range.     

局部环状电极压电驱动器制备与夹持力测试

采用丝网电极印刷法制备了局部环状电极压电驱动器,并对其动力进行了测试研究。搭建了夹持力测试平台,对局部环状电极压电驱动器和传统压电驱动器的径向夹持力进行测试和分析。实验结果表明,分别在频率为0.2 Hz和峰值200 V的方波和正弦波激励下,局部环状电极压电驱动器带电极区的径向夹持力峰值分别为0.60 N和0.58 N,两种夹持力峰值响应分别是传统元件的2.72倍和2.76倍。无电极区的反向夹持力峰值为0.29 N和0.28 N,其略大于传统元件的夹持力峰值,实验结果同时验证了局部环状电极压电驱动器的正交异性。     

滚动汇流环技术的发展和应用综述

首先介绍了滚动汇流环的工作原理,详细分析了滚动汇流环的主要特点,随后对其发展历程及今后发展趋势进行了阐述,最后论述了滚动汇流环的应用现状,并对其未来前景作了展望。     

一种伪差分两级环形振荡器的设计

设计了一种伪差分两级环形振荡器,可为锁相环提供8 GHz四相位正交时钟。通过分析耦合两级环形振荡线性模型,对四级环形振荡结构进行优化,提出了伪差分两级环形振荡结构。基于单级缓冲器的开环分析,可对振荡器的输出频率进行精准估算,并判断振荡情况。采用65 nm CMOS工艺进行设计与仿真。结果表明,在1.2 V电压下,振荡器的功耗为6.9 mW,1 MHz频率处的相位噪声为－82.104 5 dB,满足高速SerDes接口的设计要求。     

Design and Analysis of Ring Resonator with Thermal Tuning

A type of waveguide ring resonator, based on Er^3＋/Yb^3＋ co-doped phosphate glass and using thermal-optical effect as tuning manner, is brought up. The ring resonator is composed of two straight waveguides and a ring waveguide with radius of 400 μm. Electrode is evaporated on the top of the waveguide to achieve thermal tuning. Firstly, the filtering scheme of the ring resonator is analyzed, then how parameters of the electrode influence the filtering characteristics is discussed.     

用MSC.ADAMS对空间调制系统进行动力学分析

空间红外遥感仪器多采用双轴承高速转动结构,仪器的失效往往是由于转动部件轴承的失效而引起.本文以调制系统为例,在MSC.ADAMS软件环境下建立其动力学仿真模型.通过多次仿真,模拟出了轴向载荷以及径向载荷与轴承接触应力之间的关系.分析结果对于红外遥感仪器转动部件的设计具有指导意义.     

超高速CMOS/SOI51级环振电路的研制

利用CMOS/SOI工艺在4英寸SIMOX材料上成功制备出沟道长度为1μm、器件性能良好的CMOS/SOI部分耗尽器件和电路,从单管的开关电流比看,电路可以实现较高速度性能的同时又可以有效抑制泄漏电流.所研制的51级CMOS/SOI环振电路表现出优越的高速度性能,5V电源电压下单门延迟时间达到92ps,同时可工作的电源电压范围较宽,说明CMOS/SOI技术在器件尺寸降低后将表现出比体硅更具吸引力的应用前景.     

基于阳极键合的环形静电谐振器的制作与测试

设计了一种基于阳极键合的环形谐振器的制作方法,用以简化环形静电陀螺谐振器的制作工艺。采用(100)及(111)顶层硅的SOI,分别通过阳极键合工艺制作了硅基环形陀螺谐振器。分析了不同晶向下频率裂解的产生及对陀螺谐振的影响,同时通过仿真分析了晶向对双波腹与三波腹振型的影响程度。利用网络分析仪在真空腔内对器件进行扫频测试实验,得到了两种器件的幅频响应特性,讨论了双波腹与三波腹工作模态与晶向的关系。双波腹相对于三波腹更易受加工条件的影响,而相对的振动幅值更大。同时设计静电调谐的方法,解决了(111)晶向硅基双波腹存在的频率裂解较大的问题。