可分离双参考光两次曝光全息法测机械变形方向

提出用可分离双参考光两次曝光全息测量物体变形方向的方法,设计的光络系统用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,藉此记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息干涉图。这种干涉图含有物体变形的数值和方向的两种信息,从理论上对此作了分析,叙述了测量物体变形方向的方法,给出了试验结果。     

基于双干涉仪的自由落体绝对重力测量

为了避免用光学干涉法测量自由落体绝对重力过程中落体旋转对测量结果准确度的影响,提出了基于双干涉仪的绝对重力测量方法。介绍了落体旋转影响绝对重力测量结果的机理,提出了对同时测量的两组干涉仪数据进行融合处理的方法。根据预先设定的重力值,双干涉仪中落体上、下反射棱镜光心与质心垂直方向的初始高度差,以及随机生成的每次测量对应的角速度序列和振动引起的上、下干涉仪重力测量偏差序列,进行了仿真计算。结果表明:光心-质心的距离为2.5mm的双干涉仪通过数据融合处理得到的重力测量结果的偏差约为0.5μGal,标准偏差约为0.3μGal,与现有调校落体光心-质心的方法得到的结果相当。选择合适的上、下棱镜光心-质心距离可以更好地消减落体旋转对测量结果的影响,将其分别设计为±3mm时,用双干涉法数据融合得到的重力值偏差小于1μGal,满足相关领域对精密重力测量的需求。     

大型立式水泵叶轮外球面的加工及检测

我厂加工的大型立式水泵,其关键部件叶轮的外缘为外球面,且尺寸较大,最大轮廓直径为φ1643mm。共装5个叶片,材质为 ZG1Cr18Ni9Ti,结构见图1。由于叶片中心截面的中心线和旋转轴线夹角为45°,叶片外球面距旋转轴线较近。外球面的机械加工成为叶轮制造的一个工艺关键。     

精密数控立式球面磨床的设计与研究

根据阀门制造业高精度球阀球体型面加工要求,研制了精密数控立式球面磨床.介绍了新型机床的总体结构设计、磨头动力部件设计、专用夹具设计和自动对中数控功能设计等.     

球面逼近求解变形曲面法向矢量算法研究

提出一种利用球面逼近空间变形曲面计算变形曲面上任意点法向矢量的算法。首先测得变形曲面上目标点周围离散点坐标,计算逼近球心初值;然后将离散点到逼近球面距离的均值作为目标函数,采用模式搜索算法,调整球心坐标值,经过循环迭代,最终获得与变形曲面的逼近精度在给定误差范围内的球面,进而计算出目标点的法向矢量。以机身某段壁板曲面为例,求解其变形后钻铆点的法向矢量,与其钻铆点理论法向矢量进行对比,结果表明,该算法求解稳定,计算效率及精度满足自动钻铆工艺要求,适合于空间变形曲面上任意点法向矢量的计算。     

双轮式机器人在球面上的运动学分析

为研究球形容器上双轮式机器人的运动控制问题,分析了机器人在球面上的运动特点。在机器人中心点处做切平面和法平面,将三维环境中机器人的运动分解并投影在二维坐标平面内进行运动描述,得到了球面上机器人的运动轨迹及速度,进而建立了机器人在球面上运动的数学模型。对运动学模型进行离散化,并在Matlab中进行仿真。仿真结果验证了模型的可行性,仿真过程的图形直观形象地显示了机器人的运动状态,这为机器人的运动规划提供了理论帮助。     

TBM撑靴系统双球面零件的静力学分析

介绍了隧道硬岩掘进机TBM的结构组成以及基本工作原理,对TBM撑靴系统双球面零件进行受力分析及外形设计后,我们运用ANSYS Workbench有限元分析软件对它进行了结构静力学分析,得出双球面零件的变形、应力、安全系数图解,据此对双球面零件进行了结构方面的分析。然后对比双球面零件上的油槽处于不同位置时的仿真结果,得出比较合理的双球面零件的结构。目的是通过这方面的研究,为国内TBM的设计提供参考,同时为后续进行性能方面的改善提供理论依据。     

用立式接触干涉仪检定量块需注意的问题

使用立式接触干涉仪检定量块时,除应严格按照中华人民共和国国家计量检定规程量块JJG146-2011规定进行测量外,有些检定规程上并没有详细说明。文中介绍测量时需注意的问题,即如何确定分度值,测量薄量块时的注意事项等。     

双参考光两次曝光激光全息法测材料机械变形方向

本文利用2个平面反射镜将1束扩展激光束分成2束参考光和1束物光的光路设计，采取双参考光两次曝光的激光全息方法，记录材料在加载情况下机械变形的双参考光两次曝光全息干涉图；对全息干涉图所含有的材料机械变形的数值信息以及材料机械变形的方向信息，进行了理论分析和定量讨论；给出了一般情况下用本技术测量和计算材料机械变形方向的方法，列出了本技术测量的实验数据和结果。     

求相贯线极限点的球面法

本文提出利用辅助球面法 ,准确地确定圆柱与圆锥 ,圆球与圆锥相贯线极限点的方法。     

大口径高精度斐索干涉仪球面参考镜设计

设计了一款口径为30.48cm高精度斐索激光干涉仪参考镜,其F数为0.82,参考面半径为224.99mm。所设计的参考镜其透射波前峰谷值为0.095λ,均方根值为0.028λ,透射波前斜率最大值为11μrad。理论分析了参考镜的回程误差对面形检测精度的影响,其最大值为0.29nm。利用Zemax光学设计软件对参考镜进行了仿真分析,仿真与实验结果表明,该标准镜头可满足精度1nm的元件面形检测需求。     

基于ASTM方法的光学平面面形检测

为分析光学平面面形偏差,以直径100mm光学平晶为检测对象,利用斐索干涉仪采集了被测光学平面的波面干涉图,按照美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)标准方法,通过分析,能够定性反映出被测光学平面的面形偏差。计算并分析了波面偏差指标峰谷值PV和均方根值RMS,将计算结果与利用ZYGO斐索干涉仪测得的数据对比,偏差为10-3λ,符合光学检测要求。综合考虑可操作性和计算精度,这种基于ASTM的方法是一种行之有效的光学检测分析方法。     

船模重心高度和横向转动惯量测量试验的不确定度分析(英文)

船模重心高度和横向转动惯量测量试验测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。参照ITTC推荐规程中试验流体动力学不确定度分析规范,对船模重心高度和横向转动惯量测量试验进行了不确定度分析,给出了船模重心高度和横向转动惯量的偏差极限、精密度极限和总不确定度。重心高度的六次试验平均值的总不确定度占平均值的0.16%,横向转动惯量的六次试验平均值的总不确定度占平均值的5.66%。船模重心高度和横向转动惯量测量试验多次试验平均值的总不确定度和单次试验的总不确定度主要来自精密度极限,提高测量系统的稳定性可以极大的降低多次试验平均值的总不确定度和单次试验的总不确定度。     

海洋微结构湍流垂直剖面仪模态分析方法

给出了一种用于分析海洋微结构湍流垂直剖面仪流固耦合l阶湿模态的、简便的等效数值计算方法,提高了剖面仪的设计效率.在中国南海海域进行的海试实验表明,剖面仪样机能够实现海洋微结构湍流测量,获得正确的海域微结构湍流动能耗散率资料,证明了该等效数值计算方法用于指导剖面仪设计是可行的.     

Asymptotic buckling analysis of imperfect shallow spherical shells on non-linear elastic foundation

An asymptotic solution is formulated for non-linear buckling of elastically restrained imperfect shallow spherical shells continuously supported on a non-linear elastic foundation. The asymptotic iteration method is introduced to result in a cubic non-linear analytical relation between the external load and central transverse displacement (deflection) of the structures incorporating the effects of geometrical imperfection, edge-restraint coefficients, moduli of foundation and characteristic geometrical parameter. The resulting expression can be used easily to evaluate the effects of these factors on buckling behaviors. Numerical examples are given, and comparisons of the available results show validity of the method suggested in the present work.     

Free vibration analysis of spherical caps by the pseudospectral method

The pseudospectral method is applied to the axisymmetric and asymmetric free vibration analysis of spherical caps. The displacements and the rotations are expressed by Chebyshev polynomials and Fourier series, and the collocated equations of motion are obtained in terms of the circumferential wave number. Numerical examples are provided for clamped, hinged and free boundary conditions. The results show good agreement with those of existing literature. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Eung-Soo Shin Jinhee Lee received B.S. and M.S. degrees from Seoul National University and KAIST in 1982 and 1984, respectively. He received his Ph.D. degree from University of Michigan in 1992 and joined Dept. of Mechano-Informatics of Hongik University in Choongnam, Korea. His research interests include inverse problems, pseudospectral method, vibration and dynamic systems.     

同心扫描法制作凹球面等距网栅的误差分析

纬线与纬线相交可形成球面等距网栅,而采用"同心扫描"的运动方式可在凹球面上生成纬线。"同心扫描"要求直写物镜光轴、直写物镜水平转轴、工件回转轴和工件分度轴四轴交于工件凹面球心。采用两两相交误差几何分析的方法,得到了同心误差与离焦量和栅距误差的变化关系:随着同心误差增加,系统离焦量和栅距误差也增加,且二者的变化趋势基本一致。因为网栅线宽一般要求达到微米量级,与之匹配的栅距则往往为几百微米,所以栅距误差与栅距相比可以忽略,系统离焦量对网栅线宽的影响却必须认真考虑。采用几何光学基本公式对物镜系统的进一步分析表明,为了制作细且均匀的网栅线条,必须采用小光斑,而小光斑对应的焦深也小,从而要求离焦量小,对同心误差要求严格;反之,则可放宽对同心误差的要求。     

Accuracy analysis of the normalized frequency estimation of a discrete-time sine-wave by the average-based interpolated DFT method

The normalized frequency of a sine-wave can be estimated by the average of the two estimates achieved using the Interpolated Discrete Fourier Transform (IpDFT) method. This approach is called average-based IpDFT method. The paper investigates the effect of the spectral interference from the image component and additive wideband noise on the accuracy of the normalized frequency estimator provided by the average-based IpDFT method with maximum sidelobe decay windows in the case of a discrete-time sine-wave. The expressions of the maximum of the normalized frequency estimator error due to the spectral interference and variance of the normalized frequency estimator due to the wideband noise are derived. Also, the expression of the combined standard uncertainty of the normalized frequency estimator is derived. The accuracies of all derived expressions are confirmed by means of computer simulations. Moreover, the performance of the average-based IpDFT method is compared with those of a state-of-the-art three-point IpDFT method and IpDFT method through both computer simulations and experimental results.     

Accuracy analysis of the amplitude estimation of a sine-wave by the energy-based method using the direct and indirect procedures

The energy-based method (EBM) can be used to estimate the amplitude of a sine-wave either directly from Discrete Fourier Transform (DFT) samples or indirectly. In this paper the accuracies achieved with both these approaches are compared when some of the most commonly used cosine class windows are adopted. The effect on the estimation accuracy of the algorithm error, the spectral interference from the image component, and wideband noise superimposed to the sine-wave signal are separately evaluated and compared. The statistical efficiencies of both procedures with respect to the unbiased single-tone Cramér-Rao lower bound are determined and compared. Moreover, the overall root mean square of the amplitude estimation error achieved when taking into account all the three contributions above is derived for both direct and indirect estimation procedures. The accuracy of the obtained expressions is verified by means of computer simulations. Besides, experimental data validate the theoretical results.     

正交试验法在抽油机井管杆偏磨失效分析中的应用

采用正交试验法揭示了影响水驱抽油机井管杆偏磨的主要人为控制因素对检泵周期影响的规律性，从中找出各因素对检泵周期影响的主次关系，并确定出最优的工艺条件组合。运用方差分析理论处理试验结果，得出各因素对管杆偏磨井检泵周期影响的显著程度，从而发现最薄弱环节，为科学治理和有效控制管杆偏磨失效，降低水驱抽油机井检泵率提供合理依据。