柔性膜基反射镜成形理论研究

以轴对称圆薄板Karman方程以及钱伟长有关中心部分受载荷作用下的圆薄膜理论为基础，建立了薄膜上各点在外加载荷作用下的位移方程．对以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜为基坯的膜基反射镜表面形变与初始边界条件和外加载荷-静电压强之间的关系、膜基反射镜面形与具有相同口径和，数的理想抛物面之间的偏差进行了理论计算和分析．所得结论对进一步开展膜基反射镜静电成形实验具有一定的指导意义．     

基于非球面的纹影系统设计

在大口径纹影系统中,主反射镜通常采用球面反射镜,球面反射镜虽然加工成本低但像质差一些.我们设计的纹影系统主反射镜采用抛物面反射镜,对由两个抛物面反射镜组成的纹影系统和两个球面反射镜组成的纹影系统的像质和像面照度均匀性进行了对比,对环境如气压和温度对窗口的影响进行了有限元分析.设计结果表明：主反射镜采用抛物面反射镜像面上的光斑均匀性优于主反射镜采用球面反射镜的纹影系统.     

有限元法在薄膜初始拉伸过程中的应用

为膜泡拉伸成形的初始过程建立了有限元模型,并用有限元软件进行了计算和分析,将原用于结构计算的有限元方法引用于薄膜成形工艺领域,文中深入研究了从管坯到膜泡吹胀成形过程中的半径变化、厚度变化,出了结论。     

指纹状碳薄膜在润滑油作用下的摩擦学性能

利用高功率脉冲等离子体增强化学气相沉积(HIP-PECVD)技术,在硅基底表面制备指纹状的碳基薄膜(FPC∶H).通过Tecnai-G2F30型高分辨透射电镜(HRTEM)以及LABRAM HR 800型拉曼光谱仪对薄膜的结构进行表征;利用往复摩擦试验机、奥林巴斯STM6测量显微镜和3D轮廓仪分析比较薄膜在润滑油作用下的摩擦性能.实验结果表明:所制备的碳基薄膜具有独特的指纹状类石墨烯结构;在三羟甲基丙烷油酸酯(TMPTO)作为润滑油的条件下,指纹状类石墨烯碳基薄膜在低载荷下表现出良好的减摩性能;在高载荷下表现出优异的抗磨性能,因此指纹状碳薄膜在润滑油作用下具有巨大的发展潜力和实用前景.     

硫化温度对两步法制备FeS2薄膜成分和结构的影响

首先采用真空热蒸发法在玻璃基片上沉积厚度约为500 nm的铁膜,然后对铁膜在温度为553~673K的条件下恒温硫化6 h,制备F eS2薄膜.对制备的薄膜进行X射线衍射和显微结构分析,发现:合适的硫化温度为603~653 K,所得薄膜为单一物相的F eS2薄膜,n(S)/n(F e)值为1.94~1.96,接近理想化学配比,薄膜晶粒大小均匀,表面致密.     

硬质薄膜力学性能测试技术的研究

叙述了目前常用的硬质薄膜力学性能测试方法、原理及它们的优缺点.介绍了一种新的测试技术即薄膜冲击试验,可用来分析多次冲击载荷下薄膜失效机理及膜基体系疲劳强度或冲击韧性更多的信息.     

波像差法构建非球面干涉检测的误差分离模型

非球面元件光学干涉检测中,获得客观、准确的面形信息是实现元件快速、确定性制造的关键因素之一。为了实现大口径光学离轴非球面反射镜的高精度检测,对其干涉检测结果中的误差信息表现形式进行了分析研究,提出了一种基于将离轴非球面反射镜检测工装视为具有5维自由度空间刚体设想的误差分离矩阵,并从波像差理论出发,寻求出调整误差作用分量的分立表现形式及影响参数,建立了计算机辅助检测大口径光学离轴非球面反射镜的基本模型。仿真分析结果证实了这种方法的可行性。     

全息校正望远镜主镜像差实验系统的设计

在研究全息技术校正望远镜主镜像差原理的基础上，设计了全息校正望远镜主镜像差的实验系统，确立了系统像差校正结果的评价方法。分析表明：利用激光全息技术能有效的补偿和校正大口径反射镜的大面形误差和系统像差。     

硅微机械F-P腔结构及电场的有限元分析

提出一种硅基底微机械F-P腔结构,通过作为上反射镜的弹性膜的移动改变F-P腔的腔长,从而实现调谐的目的.利用有限元软件对其不同参数下的力学性能、电场耦合特性进行了有限元的计算机模拟与分析.从分析结果可知,弹性膜在所要求的工作范围内有足够的强度承受外加电压所产生的电场力的作用,而且弹性膜移动时仍然能够与下反射镜保持平行,从而保证了F-P腔的平行度,保证其作为滤波器或衰减器时的工作精度,为硅微机械F-P腔器件的设计提供了有效参数依据.     

地面占压荷载作用下的管道应力分析

占压导致地基下沉和管道变形.建立了地基-管道的三维有限元模型,分析占压载荷作用下管道的应力与变形.模型考虑了管-土间的相互作用和管底夯实地基,符合占压管道的实际载荷情况.结果表明:管道在上覆土体和夯实地基的不均匀作用下发生局部弯曲和椭圆化变形;上覆土体越软,管道变形越大,管底夯实地基起到阻止管道下沉的作用,二者弹性模量相差越大,管道在夯实地基边缘处的环向弯曲应力越高;内压起到抵抗管道变形的作用,但其影响程度较小;薄壁大口径管道的应力水平和变形程度相对较高,上覆土体对大口径管道横截面变形有较大的约束作用;占压载荷与管道横截面的椭圆化变形率近似呈线性关系,依据极限椭圆化变形率可以确定管道所能承受的安全占压载荷.     

主动光学反射镜面形的校正能力及其优化设计

研究评价主动反射镜的校正能力以及如何获得最大校正能力的方法，在分别计算出各个作动器响应函数的基础上，通过其线性组合使镜面分别产生与Zernike多项式各基元波面尽可能一致的面形，并通过分析比较两者的一致性程度评价主动光学反射镜的校正能力．用有限元法(FEM)进行了静力学分析和计算，从而给出具有最佳校正能力的作动器分布的优化方案．     

基于环扇域正交多项式的波前重构仿真

以Zernike多项式为基函数,利用Gram-Schmidt正交化方法推导出在环扇区域内正交的一组多项式;通过对比发现,同阶的新多项式与Zernike多项式在各自正交的区域内具有相似的分布和物理意义;分别用Zernike多项式、环域正交多项式、外接圆多项式和环扇域正交多项式拟合环扇区域内一组给定的波面畸变采样数据,并仿真加入不同扰动时各组拟合系数的变化情况,得到环扇域正交多项式的拟合系数最为稳定,有最佳的抗扰动能力.     

一种快速计算Zernike矩的混合算法

提取傅里叶-梅林矩作为Zernike矩的公共项,将Zernike矩表示为该公共项的线性组.通过研究Zerni-ke核多项式与傅里叶函数的对称性,将图像区域分成8个区域,只以一个区域的Zernike基函数的值代替其他7个区域基函数的值.而且Zernike多项式的系数具有迭代性.综合这3项技术,本文提出了一种快速计算Zernike矩的混合算法.根据对256 bit色灰度图像的实验结果表明该方法明显优于现有方法.     

长方体充气膜结构设计简化计算方法研究

文章以非线性有限元知识为基础,对非线性有限元迭代方法简化,对不同荷载工况下结构的膜面应力和顶点最大位移等基本结构变化特性进行分析,得出模型的荷载-变形关系;并与ANSYS分析软件的分析结果进行比较,二者结果较为接近,证明了该文充气膜结构的简化有限元迭代方法正确性与可靠性。     

一种求解Marr展开式系数的新方法

利用Zernike多项式的直交性质,就径向函数Taylor展式已知的情况,给出了求解Marr展开系数的一个新方法,避免了复杂耗时的数值积分计算,有利于算法在实际中的应用.     

一个退化椭圆问题的混合有限元法

对一个具有退化系数的椭圆问题提出了一种新的混合有限元法。给出了有限元离散解的存在唯一性及收敛性结果。     

波前像差引导的激光眼屈光手术中角膜切削模型

基于改变角膜厚度可以改变眼屈光系统波前像差的原理,提出了一种矫正眼波前像差的角膜切削模型．首先给出理想参考平面波前和实际波前之间的位置关系,用一个通用的数学模型表示了波前像差;其次用Zernike多项式系列来描述眼像差结构,将波前像差表示成带权重的Zernike多项式系列累加和的形式;最后将眼波前像差转换为光程差的形式,用光程差表示了角膜切削厚度。并进一步得出角膜切削厚度同波前像差之间转换的数学模型(像差矫正模型)．该像差矫正模型在理论上能矫正包括低阶像差(近视、远视、散光)和高阶像差在内的35项像差．     

用Zernike多项式拟合干涉波面不同算法的等价性研究

通过严格证明在Zernike多项式拟合光学干涉波面时,求解拟合系数的2种典型算法即最小二乘法和Gram-Schimdt算法的等价性,论证了求解Zernike多项式拟合系数的各种算法在求解过程中具有相同的稳定性。研究发现当其中一种算法在求解过程因故中断或拟合的干涉波面出现了突变,则另一种算法同样无法实现对该干涉波面的正确拟合。研究结果表明:用Zernike多项式拟合干涉波面,没有哪一种算法更优于其他算法,仅仅是求解过程不同而已,各种算法的可靠性是等价的。     

本征值问题有限元Matlab程序与网上计算

研究本征值问题有限元网上可视化计算。使用W indows 2000终端(WBT),并用MATLAB编程在校园网上初步实现了薄膜振动问题三角形线性有限元,W ilson非协调元和薄板振动问题C-R混合有限元的远程可视化计算。     

椭圆型方程内边界问题的数值逼近

讨论了椭圆型偏微分方程内边界问题的数值逼近。对变系数内边界问题,介绍了一种特殊的有限元方法。该方法结合了无限元方法,使在奇点附近的奇性解得到好的逼近。证明了该方法具有与有限元方法对正则解相同的精确度。最后给出了计算的实例。