亚阈值超低功耗数字电路研究进展

基于亚阈值的超低功耗数字电路与系统正在兴起。为了全面阐述和剖析亚阈值电路的研究状况,调研了亚阈值电路的设计发展过程,阐述了亚阈值电路设计的发展趋势。针对亚阈值电路研究中的主要问题,给出了设计实例。比较了亚阈值电路中的典型设计方法学,并针对两种设计方法分析其优势和劣势。对目前亚阈值电路的研究热点作了阐述,指出其中存在的一些问题及研究方向。     

基于OpenCV的码垛机器人手眼标定方法

提出了一种简易的"两步"标定法,即非线性模型摄像机标定和"四点"位姿估计。该标定法充分使用了OpenCV中现有的计算机视觉算法,与传统的手眼标定法和基于商用视觉库的标定法相比,省去了大量的计算、节约了开发成本和便于产品升级。摄像机标定实现了图像坐标系与世界坐标系之间的转换;位姿估计实现了机械手坐标系与世界坐标系之间的转换,从而推算出了图像坐标系与机械手坐标系之间的转换,其平均投影误差约为0.727个像素。该标定方法配合码垛机器人视觉定位系统执行包装件内装物码垛作业,现场测试结果表明,可以使码垛精度达到±1 mm,能够满足包装行业内装物现场应用要求。     

裂纹耦合双转子响应的非线性时间序列分析

建立了裂纹耦合双转子系统的动力学方程,分析了含有裂纹、支承在挤压油膜阻尼器上耦合双转子的复杂运动。采用非线性时间序列方法,对不同裂纹时系统的响应进行分析,估算了其最大Lyapunov指数和关联维数。结果表明,裂纹使轴的刚度下降到一定程度后,其响应由拟周期到周期运动,最后失稳。关联维数和Lyapunov指数相结合能为判断因裂纹变化引起的系统运动状态改变提供一种辅助方法。     

发动机1Cr11Ni2W2MoV叶片激光冲击强化的应用研究

激光冲击强化是一种新型表面处理技术,利用高功率激光束冲击金属零件表面,在零件表面形成较大的残余压应力,可有效改善零件的疲劳性能。以发动机1Cr11Ni2W2MoV叶片为研究对象,对其进行了激光冲击强化处理,研究强化处理对材料的微观组织和疲劳性能的影响。研究结果表明:相比未处理试样,激光冲击强化在1Cr11Ni2W2MoV叶片材料表层形成较大的残余压应力,表层晶粒更为细化,叶片的疲劳寿命提高1.7倍。     

DZ17G定向凝固高温合金微激光冲击强化方法与疲劳试验研究

针对航空发动机定向凝固涡轮叶片疲劳断裂故障,对DZ17G合金模拟叶片进行激光冲击处理,为了防止剧烈塑性变形导致粗大柱状晶发生晶粒细化,提出基于微激光冲击强化系统的水下无吸收保护层高频冲击方法,采用短脉宽、微尺度激光降低塑性变形程度和深度,采用无吸收保护层的高频冲击方式获得均匀形变强化层。试验结果表明：DZ17G模拟叶片微激光冲击后浅表层内仅形成了高密度位错和位错缠结等组织结构,未发生晶粒细化,而且位错密度随深度快速降低;高密度位错集聚缠结使表面硬度提高达30%,但硬化层深度仅为180 μm。DZ17G模拟叶片疲劳强度由257.00 MPa提高到302.00 MPa,提高幅度达17.5%,而且800℃下保温2h后仍有11.7%的提高,其中高密度位错和位错缠结是疲劳性能提高的内在原因。     

激光冲击强化前处理对AISI9310齿轮钢低温渗碳的影响*

AISI 9310 钢是一种高强度渗碳齿轮钢,具有较好的韧性。服役过程中,齿面极易发生磨损和接触疲劳失效损伤。为有效改善 9310 齿轮钢的耐磨损和抗接触疲劳性能,实现磨损和接触疲劳性能协同强化,提出采用激光冲击（LSP）+渗碳（LC） 复合强化的技术思路,采用激光冲击强化技术对 AISI 9310 钢基体进行前处理,再对其开展低温渗碳热处理。为进一步研究 LSP 和 LC 对 9310 齿轮钢微观组织形貌的影响规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射表征渗碳层微观组织形貌和截面方向的晶体学特征,并对试件截面方向的硬度进行考核。研究结果表明,AISI 9310 钢的渗碳层厚度约为 14 μm, 最大硬度约为 305.67 HV,硬化层厚度约 300 μm;LSP 前处理后,渗碳层厚度提升到 23 μm,最大硬度提升到 328.87HV,硬化层厚度提升到约 700 μm。对比发现,LSP 前处理分别可将 9310 钢低温渗碳层厚度提升 64.3%,渗碳层硬度提升 23.17 HV, 硬化层深度提升 133%。这主要是低温渗碳对 9310 钢的 Kernel 平均取向差（KAM）和小角度晶界影响较小,但是 LSP 前处理可引入塑性变形并提升小角度晶界比例,有助于碳元素扩散,促进 9310 钢低温渗碳行为,提升渗碳层厚度、硬化层硬度和厚度。初步解决了 LSP 前处理诱导微观组织缺陷促进碳元素扩散的问题,可为 LSP 复合强化提升航空齿轮关键部件服役寿命提供技术支撑。     

激光冲击“残余应力洞”的参数敏感性分析及其抑制方法

为研究激光冲击材料表面的"残余应力洞"现象,利用ABAQUS有限元软件,数值模拟了圆形高斯光斑的激光冲击强化。阐述了激光冲击"残余应力洞"的残余应力分布特点,讨论了不同激光冲击参数对"残余应力洞"的影响规律。提出增大光斑搭接率和利用光学透镜二元光学衍射方法形成能量均匀方光斑等2种抑制方法,并对其抑制效果进行对比分析。结果表明:冲击波峰值压力、冲击波持续时间的增加会加剧"残余应力洞",而光斑大小和冲击波上升时间的增大则效果相反;二元光学衍射方法相比增大光斑搭接率,表面残余压应力数值虽发生一定程度地降低,但残余应力场分布具有更好的均匀性,且在实际构件强化处理中具有低搭接率的工艺优势。     

真空与常压静电喷涂效果对比

研究了常压和真空状态下静电喷涂的影响因素。利用对比实验法,在真空和常压静电场的环境下,根据油漆粒子的运动方式,对产品分别在真空与常压条件下进行油漆的喷涂实验。结果表明:在真空环境下,产品的用漆量、光洁度、均匀度以及快速固化效率优于常压;得出影响喷涂质量的重要因素有真空度、静电电压、雾化气压、扇形气压和油漆固化剂等。     

复合材料用碳纤维等离子体表面改性技术进展

近年来复合材料得到了广泛的应用,尤其在航空工业领域,已成为了世界强国竞相发展的核心技术。碳纤维树脂基复合材料作为复合材料中的优秀代表,由于其独特的性能优势,具有很大的发展潜力,但是界面结合强度是制约其应用的关键瓶颈。等离子体表面改性技术能提高碳纤维与树脂基的界面结合强度。总结了国内外学者工作,从等离子体处理装备发展和工艺参数影响两个角度对碳纤维等离子体表面改性技术的研究进展进行了阐述。在装备发展方面,重点介绍了在碳纤维表面处理研究中三类处理装置,包括射频等离子体处理装置、DBD等离子体处理装置和滑动弧射流等离子体处理装置,分析了各自的优缺点。在工艺参数方面,重点介绍了不同等离子体种类、等离子体处理时间、等离子体放电功率对碳纤维表面状态的影响规律。在此基础上,对碳纤维等离子体表面处理技术的未来发展方向进行了展望。     

离子注入对TC4钛合金TiN/Ti涂层结合力和抗砂尘冲蚀性能的影响

目的通过离子注入提高TiN/Ti涂层的结合力和抗冲蚀性能。方法先采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源在TC4基体上分别注入四种离子(Mo、Ti、Nb、Co),再用磁过滤真空阴极弧(FCVA)技术制备TiN/Ti涂层。采用非球面测量仪、AFM、XRD和纳米压痕仪,对四种离子注入的TC4基体表面粗糙度、表面形貌、物相结构、纳米硬度和弹性模量进行表征,采用划痕仪测量涂层的结合力,采用涂层冲蚀考核平台对不同试样进行砂尘冲蚀性能试验。结果经过Mo、Ti、Nb离子注入的TiN/Ti涂层的结合力和抗冲蚀性能都有提高,其中Mo离子注入的TiN/Ti涂层的结合力达71 N、耐冲蚀时间为80 min,与未离子注入涂层相比,分别增加31.5%和77.8%,而平均冲蚀率降低39.5%,仅为0.0078mg/g。Co离子注入的TiN/Ti涂层的结合力仅为40 N,平均冲蚀率增大了19.0%,达0.0433 mg/g,其抗砂尘冲蚀性能明显下降。结论离子注入涂层的抗砂尘冲蚀性能与结合力密切相关,随着结合力的增大,TiN/Ti涂层的平均冲蚀率减小,其耐冲蚀时间增加,选择合适的离子注入可提高TiN/Ti涂层的抗冲蚀性能。