大气压等离子体射流加工材料去除函数模型

应用大气压等离子体射流化学方法加工高精度无损伤的光学表面越来越受到重视,而加工过程中去除函数是提高面型精度的关键因素之一.基于大气压等离子体加工的化学反应本质,根据化学动力学原理分析了活性氟原子浓度分布和温度场分布对去除函数轮廓的影响,建立了去除函数模型.该模型将活性氟原子浓度转换为采用发射光谱技术测量得到的活性氟原子光谱强度作为输入参数.将测得的光谱强度分布和温度场与加工轮廓对比,结果表明活性氟原子和温度场分布与去除函数轮廓有很大相关性,验证了所建立模型的可行性.该模型为研究去除函数形成机理和大气压等离子发生器设计奠定了基础.     

单晶硅(111)晶面纳米压痕过程分子动力学仿真及实验

为了研究脆性单晶材料单晶硅（111）晶面微观机械特征,应用分子动力学,对压痕过程进行仿真分析．本文应用平均势能和径向分布函数相结合方法对压痕过程进行考察．仿真结果表明,工件在压头附近的晶格结构发生变化．在仿真过程中通过确定工件内部的分界线来表明住错传播运动;在压痕结束后工件自身弛豫过程变形区域弹性恢复大约27％．应用Hysitron公司的Triboindenter纳米原位压痕仪进行压痕实验,并把实验得到的材料压痕折合模量与分子动力学仿真计算结果进行比较,结果表明仿真的误差率小于31％．     

KDP晶体单点金刚石切削脆塑转变机理的研究

加工超光滑表面的KDP晶体是现代超精密加工技术领域的重点研究课题。实验采用维氏压痕法研究KDP晶体脆性材料(001)面不同晶向的硬度、断裂韧性的变化规律。通过建立KDP晶体脆塑转变临界切削厚度模型,研究了KDP晶体金刚石切削脆塑转变机理。结果表明,脆塑转变临界最小切削厚度出现在断裂韧性最小而硬度最大的[110]方向;脆塑转变临界切削最大厚度出现在断裂韧性最大而硬度最小的[001]方向。并利用超精密机床加工了KDP晶体,加工结果与理论推导结论相符合,在[001]方向加工出表面粗糙度为7.5nm(RMS)的超光滑表面。     

硅表面十六烯薄膜的制备与表征

利用机械与化学结合的方法实现了硅基底上的可控自组装（“割草种花”思想）,为纳米尺度结构的构筑提供了一定的实验基础．基于金刚石刀具切削的自组装加工技术,在氢终止的硅表面上制备了十六烯自纽装单分子膜,并利用原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）对自组装膜进行了检测和表征,证明这种方法能够方便快捷地实现硅基底上的可控自组装;并用AFM检测了十六烯薄膜的黏着力,分析了可能导致其变化的原因,根据黏着力的变化也说明切削区域生成了自组装膜。     

亚微米超精密车床振动的神经网络控制

提出了以空气弹簧和为被动隔振元件,神经网络控制的电磁作动器作为主动隔振元件的隔振系统,分析了以相对位移、等作为反馈变量条件下的系统振动传递率,证明了主、、被动隔振相结合的隔振系统于超精密度床的有效性。     

基于模糊神经融合的超精密机床振动主动控制

提出基于模糊神经融合的自适应模糊分散控制系统,以对超精密机床进行振动主动控制,该控制系统在自适应模糊逻辑的基础上融合了学习过程模糊调整,因而同时具有模糊逻辑和神经网络的优点,实验结果表明,该控制系统能有效地隔离来自基础的低频振动,改善了超精密机床的加工精度和表面粗糙度。     

空气静压径向轴承静态性能的数值计算

本文应用工程设计法，有限元法，有限差分法及多重网格法对空气静压径向轴承的表态性能进行了计算，同时也得到了轴承承载能力，刚度及质量流量随偏心率变化的规律。最后进行了试验，试验结果和理论计算结果趋向一致。     

超精密车削表面粗糙度预测模型的建立

介绍了一种利用回归分析法来建立单点金刚石刀具超精车削表面粗糙度预测模型的新方法，并通过建立的粗糙度预测模型，研究了铝合金超精密车削过程中切削速度，进给量和切削深度等参数对表面粗糙度的影响。通过实验分析表明：二次预测方程比一次预测方程更有效，而且适用范围比一次模型大。利用优化设计中的约束变尺度法对所建立的表面粗糙度预测方程进行了优化，可以实现对切削参数的优选，从而达到加工前在特定的条件下预测和控制表     

铝合金、钛合金的全方位离子注入与沉积复合处理工艺研究

铝合金、钛合金等材料具有许多优良性能,广泛用于航空、航天、舰艇及能源化工等工业部门,但是这两种材料的耐磨损性能较差。本研究利用了全方位离子注入与沉积（PIII＆D）技术来强化处理这些合金表面,采用离子注入＋过渡层＋耐磨损层的复合强化处理工艺,通过摩擦磨损试验来研究不同的过渡层结构和厚度对磨损性能的影响。实验结果表明,通过优化过渡层结构和厚度,耐磨损性能有了很大的提高。     

微切削过程的分子动力学分析

介绍一种用于分析纳米级微切削过程的分子动力学新方法。通过分子动力学分析,可以从原子观点上很好地解释切屑和表面生成的过程。最小切削厚度是决定加工精度的重要因素之一,在特定的切削条件下,最小切削厚度可以达到纳米级。