VCSEL偏振相关特性的实验研究

利用一套自己研制的实验装置对VCSEL的偏振相关特性进行了研究，包括偏振相关静态LI曲线、光谱以及时间响应等，分析了偏振模式分配噪声的产生机理。在此基础上提出了实现完全偏振稳定的设计思路。     

悬臂式掘进机截割臂互换性设计

针对现有掘进机多采用单一的横轴式或者纵轴式整机,对不同岩层掘进工作的适应能力差等问题,提出一种面向不同岩层的掘进机截割臂互换性设计方案。对纵、横轴式2种掘进机的结构特点与性能进行了对比分析;针对2种截割臂工作模式的特点,分别设计了相应的截割减速器。Solidworks仿真结果表明,与单一横轴式或者纵轴式掘进机相比,采用互换式截割臂结构可有效提高掘进机对不同岩层截割工作的适应能力,提高掘进效率,节省设备运输及使用成本。     

氮化硅集成微腔光频梳器件关键制备技术(特邀)

微腔光频梳,又称微腔梳,是通过腔内四波混频过程产生的一种高相干宽谱的集成光源,有着优异的时频特性,可用于超精密分子光谱、相干通信、激光雷达、轻型化装备等测量应用,是基础科学、计量学及军事装备的重要工具,是一项颠覆性的技术。报道了一种集成氮化硅（Si₃N₄）微腔光频梳器件制备的关键技术,提出了一种方法平衡Si₃N₄的应力、厚度和化学计量之间的矛盾,以满足反常色散和减少双光子吸收的要求。利用这种改进的大马士革工艺微结构降低Si₃N₄厚膜的应力,减少应力缺陷对器件性能的影响,实现高品质Si₃N₄薄膜的可控制备。在微腔刻蚀工艺中,采用30 nm氧化铝牺牲层补偿掩模抗刻蚀能力,实现微环和波导侧壁粗糙度小于15 nm,满足了微腔高Q值的要求。经双光泵浦测量得到1 480~1 640 nm波段内的宽光谱高相干克尔光频梳。     

螺栓预紧力对隔爆结合面间隙的影响研究

为探究隔爆箱内发生爆炸时隔爆结合面间隙的大小与螺栓预紧力的关系,以某隔爆电源箱为例,使用Solidworks建立了三维模型,应用Solidworks Simulation分别对在四种螺栓预紧力的作用下的隔爆电源箱进行了静力学分析,并对隔爆结合面的间隙进行了探测,通过对探测结果的分析得出结论:在一定范围内隔爆接合面间隙随着预紧力的增大而减小,但两者之间并非线性关系,当螺栓预紧力超过一定量值时,由于螺栓自身被拉伸反而使隔爆结合面间隙出现一定程度的增大。实际使用时应结合实际情况选用合适的螺栓预紧力。     

AnyBody环境下人体步态的逆向动力学研究

为了分析人体步态运动中包含肌骨系统的下肢动力学特性,基于生物力学分析软件AnyBody建立一种包含肌骨系统的下肢运动模型。利用逆向动力学,在下肢运动关节等处设置运动控制点,以运动控制点三维坐标和地面支反力为驱动,完成了人体的正常步态仿真,得到了人体正常步态下的踝关节和膝关节的角度、力矩的变化曲线,分析了关节力矩与角度变化之间的关系;给出了比目鱼肌、缝匠肌、胫骨后肌和胫骨前肌在步态周期内的肌肉力和活性变化曲线,讨论了肌肉力和肌肉活性之间的关系。     

海洋机器人环境能源收集利用技术现状

能源供给是限制海洋机器人作业能力的重要因素之一,从海洋环境中获取能源并利用有助于增加海洋机器人的能源供给,提高续航能力和负载能力,实现长期、连续作业．本文对各种形式的海洋环境能源及其特点进行了介绍,根据能源形式的分类分别介绍了海洋机器人环境能源收集利用技术的现状,最后对海洋机器人环境能源收集利用技术的特点进行了总结,并讨论了未来发展中的关键技术．     

高热通量芯片干冰冷却降温性能的理论分析

针对高热通量芯片的冷却散热问题,利用具有巨大升华潜热以及极低初始温度的干冰作为散热流体,通过建立干冰冷却的散热器模型,对散热器散热空间内干冰冷却降温过程的热流场进行模拟仿真,对干冰冷却的芯片降温特性进行分析,得出：干冰入口半径为6 mm,散热器针柱直径为2 mm、11×11均匀分布的散热效果最好。随着干冰流速逐渐增大,芯片温度达到稳定时间越快,流速为0.20 m/s时稳定温度为15.49℃,远低于芯片结温,0.06 m/s的流速即可达到芯片安全温度。干冰流速为0.20 m/s,在10 s时散热空间内已充满干冰,降温效果更好。功率为125 W时,干冰冷却也可将芯片中心测点（A点）温度稳定控制在49.47℃之下。此外,对比分析了P₀=65 W下的水冷式冷却降温与P₀=95 W下的干冰冷却降温性能,得出水冷式冷却稳定后的温度停留在74.2℃,干冰冷却稳定后的温度为15.49℃,干冰冷却降温的芯片整体温度分布更均匀,冷却效果更好。研究结果为进一步深入研究高热通量芯片干冰冷却降温系统打下基础。     

不锈钢带拉矫过程变形行为的数值模拟研究

建立了不锈钢拉伸弯曲矫直过程的有限元仿真模型,该模型针对不锈钢拉矫机辊组配置和旋转压下的特点,采用了窄条三维壳单元对带钢进行特征建模。为提高计算效率,带钢网格进行了局部细化。对304不锈钢典型规格带钢拉矫过程进行模拟,伸长率计算值与实测值吻合较好。对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢伸长率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对带钢伸长率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。     

基于仿生非光滑表面的采煤机滚筒设计

摩擦学行为在煤矿机械中有着重要应用,自然界中一些生物的非光滑体表具有良好的减黏降阻和脱附功能。采煤机滚筒表面经常存在黏煤现象,为了降低采煤机滚筒的黏煤量,提高截割电机工作效率,利用VHX-600超景深三维显微系统研究典型土壤动物蜣螂的非光滑表面形态,发现蜣螂体表的凸包形非光滑体表形态对脱黏附有着重要作用,分析了凸包形非光滑表面脱附的受力状态,建立了凸包形非光滑表面的数学模型,模拟蜣螂体表凸包形非光滑形态设计出具有良好减黏降阻功能的采煤机滚筒。     

均匀试验设计法对PTT合成工艺的优化研究

使用钛酸四丁酯作为聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)合成催化剂,以对苯二甲酸(TPA)和1,3-丙二醇(PDO)为原料,通过直接酯化法合成得到纤维级PTT;运用均匀实验设计方法,对PTT合成的工艺条件进行了优化,得到了各个工艺条件与产品特性黏数的作用关系。结果表明:PTT合成优化工艺条件为PDO和TPA的摩尔比1.345 9,催化剂与TPA的摩尔比9.0×10-4,不加抗氧剂,反应温度262℃,拟合方程预测产品特性黏数最优结果为1.049 1 dL/g,实验验证结果为1.031 3 dL/g;拟合方程的预测性较好。