塑性状态下光学及电子镜面的亚纳米级精密磨削

本文讲述了由PC机控制的多用途超精机床(MPUMT)的设计及光学镜平滑表面的加工。已研制出的机床可用于磨削、切削、研磨或抛光塑性状态下的硬脆材料。作为建立新的加工系统的关键部分,采用了大型磁致伸缩调节器(GMA),在没有放大器元件的情况下,它具有大功率的输出和大于压电陶瓷调节器几倍的纳米级的位移。切削DOC的深度和控制塑性状态过程的微塑性区域能够被调节器设置为具有高于1nm的精度,并能用金刚石磨削砂轮研磨。在当前研究中所用到的镜为多晶体、非晶体,也有加固玻璃。磨削实验的结果表明,已研制出来的超精机床能够实现对塑性状态下的玻璃和陶瓷材料的加工。材料特性参数和微裂纹之间的关系已被检测到,适用于大多数被研究玻璃的脆性到塑性磨削方式的转换已经确定。运用AFM、SEM和ZYGO对磨削表面进行了分析,例如BK7和TRC5(新材料;加固玻璃)的磨削表面分别具Ra=0.15nm和Ra=0.32nm的表面粗糙度。     

工程陶瓷表面粗糙度与图像纹理特征关系

为描述陶瓷磨削表面纹理特征与粗糙度的相互关系,实现快速评定和预测陶瓷磨削加工表面粗糙度,运用灰度共生矩阵对表面纹理特征进行提取和分析。根据采样点间距、灰度级随特征值的变化曲线确定灰度共生矩阵影响因素,按4个方向建立灰度共生矩阵并计算所有纹理特征参数均值。通过分析特征参数间相关性,确定4个参数为陶瓷磨削表面纹理主要特征参数。该参数与表面粗糙度的变化规律,可以反映陶瓷磨削表面粗糙度,进而评估磨削加工质量与可靠性。     

基于纤维方向的C/SiC复合材料端面磨削实验研究

采用小直径金刚石砂轮对气相渗硅反应烧结工艺(Gaseous Si Infiltration,GSI)方法制备的C/Si C复合材料进行了端面磨削实验研究,探究了不同纤维方向的磨削性能,讨论了磨削用量对磨削力和磨削表面粗糙度的影响规律,采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对磨削表面形貌进行观测,分析了磨削损伤和磨削加工机理。结果表明:C/Si C复合材料不同纤维方向磨削性能不同,正常纤维方向磨削力最大,粗糙度最小;纵向纤维方向磨削力最小,粗糙度最大。材料以脆性断裂形式去除,磨削面损伤主要为纤维断裂、分层,Si C基体微裂纹,界面层失粘。通过理论分析推测碳纤维层主要作用是减弱微裂纹扩展程度和改变微裂纹扩展方向。     

硬脆材料的缓进给半塑性化磨削

分析了用缓进给方法实现硬脆材料半塑性化磨削的机理，提出了衡量半塑性化磨削效果的破碎率指标，介绍了实验方法和实验结果，对实验结果进行了分析比较。实验结果表明，在普通磨床上可实现硬脆材料的半塑性化磨削，采用缓进给磨削方法可以显著地提高半塑性化磨削的效果。     

光学材料抛光亚表面损伤检测及材料去除机理

抛光后光学元件仍然存在亚表面损伤,它降低光学元件的抗激光损伤能力和光学性能,为去除抛光亚表面损伤以提升光学元件使用性能,需要对其进行准确检测和表征.首先,采用恒定化学蚀刻速率法和二次离子质谱法分别检测水解层深度和抛光杂质的嵌入深度.然后,使用原子力显微镜检测亚表面塑性划痕的几何尺寸.通过分析表面粗糙度沿深度的演变规律,研究浅表面流动层、水解层和亚表面塑性划痕间的依存关系.最后,建立抛光亚表面损伤模型,并在此基础上探讨抛光材料去除机理.研究表明:水解层内包括浅表面流动层、塑性划痕和抛光过程嵌入的抛光杂质;石英玻璃水解层深度介于76和105nm之间;抛光过程是水解反应、机械去除和塑性流动共同作用的结果.     

基于灰度信息的工程陶瓷磨削表面粗糙度评定

为了快速简单地评定和预测工程陶瓷磨削加工表面粗糙度,提出一种基于表面图像灰度信息的新方法。设定亮度140、对比度42、饱和度24、锐度9的图像采集条件,并选取灰度均值μ和均方差σ作为表征表面粗糙度的灰度参数,对数字图像进行降噪、增强和灰质化处理后,提取多幅磨削表面图像的灰度信息,绘制出表面粗糙度评定参数Ra、Rz、Ry与灰度信息平均值的关系曲线。结果表明：灰度均值和均方差与工程陶瓷磨削加工表面粗糙度呈同步递增或降低的关系,这一结果可用于快速评定任意磨削工件的表面粗糙度。     

Al-Mn 多层膜离子束混合

离子束混合是一种材料改性和新材料研制的有效方法,本实验用Ａｒ＋离子束对Ａｌ－Ｍｎ多层薄膜在室温下进行轰击使其非晶化,并对样品电阻率随离子注入剂量及温度的变化关系进行原位测量．电阻温度系数ＴＣＲ和ＴＥＭ观测证实了样品离子束混合后电性能和结构发生改变生成了非晶相．     

Si-N-C 陶瓷的组成、结构与其热稳定性…

本文研究了由聚硅氮烷(PSZ)和聚碳硅烷(PC)热解制得的三种陶瓷的组成、结构与特性。研究表明,PC热解到1250℃产生Si-C陶瓷,其结晶相是β-SiC微晶,PSZ在N_2或NH_3气氛中热解则分别产生Si-N-C与Si-N无定形陶瓷。这三种陶瓷在Ar_2气中1300℃到1500℃处理以研究其热稳定性。结果证明Si-c陶瓷从微晶变为β-SiC结晶态,Si-N陶瓷从无定形态变为α-Si_3N_4结晶并伴随着可观测到的重量损失而Si-N-C陶瓷维持其元素组成及β-SiC微晶态直到1500℃。     

高陡度非球面磨削亚表面损伤深度规律

具有高陡度非球面特性的光学元件可以明显改善光学系统的空气动力学性能,从而提升和优化系统综合性能。磨削加工方法可以作为此类元件的前期加工工序,而磨削难免会造成零件的亚表面损伤,且在这种高陡度非球面磨削加工中磨削参数是实时变化的,造成整个工件亚表面损伤深度不一致。针对这种情况,建立亚表面损伤预测模型,并结合半球形砂轮磨削的特点,通过理论计算预测非球面磨削亚表面损伤深度分布规律。在此基础上,以热压多晶氟化镁平面为对象进行模拟参数实验,通过磁流变抛斑点法得到各组参数下亚表面损伤深度情况,结果显示损伤深度范围在12.79μm~20.96μm之间,且沿试件半径方向由内向外呈增大趋势,结果与预测模型相吻合。     

热浸镀铝/微弧氧化处理20钢工艺方法及性能研究

为提高装备部件用20钢基体表面耐磨性和耐腐蚀性,表面经热浸镀铝处理后,分别采用浸入式和喷淋式2种微弧氧化方式制备陶瓷层,并分别采用覆层测厚仪、X射线残余应力分析仪、材料表面性能测试仪和电化学工作站对表面处理涂层厚度、残余应力、临界载荷、摩擦磨损和电化学腐蚀性能进行测定。结果表明:浸入式和喷淋式陶瓷层颜色呈灰色,且表面平整度接近,其中浸入式陶瓷层表面和颜色更均匀,呈浅灰色;与铝镀层相比,浸入式和喷淋式陶瓷层的残余应力分别降低了18%、38%,临界载荷分别提高了1. 6、1. 8倍,浸入式陶瓷层的平均摩擦因数和磨损量小,其耐磨性优于喷淋式,2种陶瓷层的耐腐蚀性能提高,但仍差于20钢基体。     

气动剥离液滴的附面层分析方法

本文根据附面层理论,对高速气流中的液滴,因气流和液滴表面相互作用而产生的气动剥离现象进行了分析,建立了气液两相附面层耦合问题的理论分析模型,得到了发生气动剥离时的最小气流速度的计算公式,为液体燃料在高速气流申雾化机理研究提供参考。     

CEC条件下舰艇编队目标武器分配研究

在分析CEC条件下舰艇编队目标武器分配模式的基础上,综合运用MAS理论与方法,建立了舰艇编队目标武器分配MAS模型,即利用Agent描述舰艇编队的各种物理资源或逻辑资源,通过网络及Agent通讯协议将多个Agent连接成一个整体系统,设计了映射实体功能的Agent结构,从而为舰艇编队目标武器分配决策提供了一条新途径.     

渗硫层对网格化激光淬火表面摩擦磨损性能的影响

利用低温离子渗硫技术在CrMoCu合金铸铁网格化激光淬火表面制备了渗硫层,分析了其形貌组成与结构,考察了渗硫激光复合表面的摩擦学性能。结果表明:渗硫层表面疏松多孔,在淬火区域硫化物颗粒细小,结构致密,其相组成主要为FeS;在干摩擦条件下,渗硫层能降低网格化激光淬火表面的摩擦因数,提高其耐磨性能,其主要原因是硫化物及摩擦化学反应生成的氧化物能在摩擦表面形成边界润滑膜,抑制了磨粒磨损和粘着磨损,有效减弱了网格化激光淬火表面"摩擦台阶"效应。     

天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术

针对采用单一发射天线的导航信号欺骗干扰,研究了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术,采用代数方法证明了三元非线阵是进行导航信号到达角无模糊解算的最少阵元数和阵型要求,并以相应阵型为基础,提出了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测量构造方法,给出了检测性能的分析方法,定义了用于限制检测性能下降的最小检测门限。采用蒙特卡洛方法对所提检测方法的检测性能进行了仿真,结果验证了理论分析的正确性。     

基于LPS模型的飞行器控制系统故障诊断方法

传统故障诊断方法一般针对测量信号而展开,未考虑其实际物理连接特性对故障诊断结果的显著影响。随着专业电气系统设计软件的广泛应用,设计人员容易获取系统的物理连接特性和逻辑连接特性。论文通过对产品层、系统层的信号、物理连接及其互连关系的分析,提出了一种将抽象的逻辑信号和具体的物理连线统一起来的逻辑物理综合(LPS)模型,并研究了基于导线表文件和网表文件的LPS模型实例化方法,开发了一套智能故障检测软件,进行了算例验证,结果表明：基于LPS模型的故障诊断方法能够将系统故障定位到指定产品级别上,具有极大的工程应用价值。     

活性屏离子渗硫层在40#油润滑条件下的摩擦学性能

应用活性屏离子渗硫技术,在CrMoCu合金铸铁表面制备出以FeS相为主的渗硫层。实验表明,在40#油润滑条件下,活性屏离子渗硫表面的摩擦因数比未渗表面大约降低了13%,与渗硫表面相近;体积磨损量比未渗表面减少了30%左右,与渗硫表面相似。由于活性屏离子渗硫层的主要成分为密排六方晶体结构的FeS,且其结构疏松多孔易于储存润滑油,因此具有良好的减摩、耐磨性能。     

复合材料层合结构层向理论及应用进展

层向理论是由Reddy提出来的一种用于精确分析复合材料层合结构的三维板壳分析理论.由于不引入任何的变形和应力假设条件,因此相较于传统的等效单层板理论,层向理论在分析大厚度复合材料层合板壳结构的静动态响应及其局部层间效应时具有较大的优势.系统地综述了层向理论近年来的研究进展、数值解法及其应用情况.具体包括:层向理论的基本...     

作战体系超网络模型及应用

作战体系是由实体节点、各节点之间的物理、逻辑关系,以及实体节点之间的“流”交互、输送、聚集、融合所构成的复杂系统,基于单一要素的网络模型不能反映作战体系的复杂构成和整体结构。本文从军事需求出发,提出了社会任务—指挥控制—物理资源多层超网络模型,用以反映作战体系的复杂构成及结构形态。并通过形式化描述对网络之间的相互交互与映射关系进行规范,接着对模型应用中的关键技术作了初步探讨,模型为研究军事组织指挥、控制问题提供了一种新的工具和思路。     

超声速气液两相流液化升压装置研究

基于超声速气液两相流升压原理的水蒸气液化升压装置具有液化迅速、出口压力高的特点,但是两相流升压的物理过程十分复杂,目前分析模型中考虑的参数较少,对细节刻画不够全面.针对这一问题,文章建立了两相流分析模型,考虑了液滴与水蒸气的传热、传质过程,分析了冷却水温度、引射比、混合室收缩比、过冷度和速度滑移比对性能的影响;得到了激波前的压力、干度、空泡份额与引射比的关系,以及凝结激波前后的温度和压力与引射比的关系.计算结果表明:为提高系统性能.需要尽可能地提高液体的雾化程度,降低冷却水的温度,同时将引射比控制在6～8附近;如果设计合理,装置的升压系数可达3倍以上.     

固体灭火剂爆炸抛撒半径分析

根据爆轰产物等熵膨胀原理和流体动力学理论,通过对灭火剂抛撒3个阶段的理论分析,推导出灭火剂抛撒的理论半径,估算灭火弹的灭火威力。在此基础上进行实爆试验,对两者的值进行比较分析,取得了良好的一致性,为优化灭火弹设计,提高灭火弹威力起着积极的指导作用。