高阶贝塞尔光束的Z扫描理论

以菲涅耳-基尔霍夫衍射理论为基础,研究高阶贝塞尔光束穿过非线性光学介质的衍射效应,从而解释高阶贝塞尔光束的Z扫描现象.通过对使用高斯光束、零阶贝塞尔光束、一阶贝塞尔光束、二阶贝塞尔光束和三阶贝塞尔光束的归一化Z扫描曲线对比,表明使用高阶贝塞尔光束较使用零阶贝塞尔光束的Z扫描具有更高的灵敏度.高阶贝塞尔光束的Z扫描为测量介质非线性光学系数提供了一种更为精确的测量方法.     

凿岩机器人钻臂的运动学研究

为实现凿岩机器人钻臂在凿岩过程中的自动定位,建立了多关节钻臂的运动学方程;根据钻臂的实际工作特点和工作范围提出了一种求逆解的方法．运算结果表明,该方法可以成功地实现快速、精确求解,具有较高的实用价值．     

全息照相实验

从全息照相的曝光时间、显影时间、光程差以及参考光速与物光束的夹角四个方面对全息照相实验条件进行了研究.获得理想的全息照片的条件:光程差较小,参考光束与物光束的夹角20°～30°,曝光时间与显影时间分别取3～6 s和30～40 s.     

全息照相实验

从全息照相的曝光时间、显影时间、光程差以及参考光速与物光束的夹角四个方面对全息照相实验条件进行了研究。获得理想的全息照片的条件:光程差较小,参考光束与物光束的夹角20°～30°,曝光时间与显影时间分别取3～6s和30～40s。     

一种新型光纤准直器的设计

利用光学系统中特有的等光程面设计了一种光纤准直透镜,可以实现光纤出射光束的扩束和准直.在分析构成原理的基础上,利用CODE V 软件模拟仿真了该准直透镜,并分析了系统的像差和衍射极限.     

一种新的线扫描快速成型工艺方法

一种新的线扫描选择性激光烧结快速成型(SLSRP)方法可以提高对大工件的加工质量．它与一般振镜点扫描完全不同．它使用柱面透镜组将CO2激光器输出的圆光束改变为扇形光束,从点(0．14mm)到最大线长(40mm)实现无级变长以适应烧结层面的几何形状．保证不同长度激光线上的功率密度恒定并满足在30mm／s的扫描速度下对各种有机粉末材料进行有效烧结．应用实践证明这种线扫描工艺的加工质量尤其是对大工件的加工质量优于振镜点扫描的工艺方法,可以很大地扩展SLS RP工艺的应用范围．     

提高傅里叶变换光谱仪分辨率的一种方法

从傅里叶变换光谱的基本原理出发,得出傅里叶变换光谱仪内部的双光束干涉的光程差是影响其分辨率的最主要因素.介绍了几种通过改变仪器的结构设计,来增加双光束干涉的光程差,从而提高仪器分辨率的方法.在分析聚焦型干涉仪和折返式干涉仪的结构基础上,设计了多面多次反射干涉仪,在相同制作误差和运动误差情况下,此干涉仪的分辨率比前者提高了约一个数量级.给出了扩展光源情况下仪器的分辨极限.     

光程长对光谱测量误差的影响

光程长的选择在光谱测量方法设计中非常重要,但实际测量中很难实现精确最佳光程长．从灵敏度的角度研究了在近红外光谱测量中,光程长和测量灵敏度之间的定量关系,讨论了它们对测量结果的影响：单位光程长吸光度越小,则光程长对测量误差的影响越小,可选择光程长范围就越宽;大于最佳光程长区域相对于光程较小区域,光程长变化对测量结果影响较小,可选光程过窄,应通过减小单位光程吸光度来扩展可选区域．对于单个样品,当最佳光程长获取存在较大误差时,应使所选光程长落在大于最佳光程长区域;当一组样品分别对应不同最佳光程长时,也应选择较大光程．在10个光程长下,通过6000cm^-1～5900cm^-1长波段不同浓度葡萄糖水溶液光谱测量实验,对理论结果进行验证,二者吻合较好．     

颗粒吸收系数T-R法测定中光程放大系数的研究

由颗粒散射作用引起的光程放大效应是影响水体中颗粒吸收系数测量准确性的关键因素.本文采用T-R测定方法(Transmittance-Reflectance method)和将比色皿置于积分球内的测定方法,测量6种样品的颗粒在滤膜上、悬浮液中的光学密度,计算光程放大系数β,利用传统拟合方法获得较为稳定的光程放大系数(β-1=0.507 0.636×Odf).测量结果同时表明,光程放大系数具有波长依存特性,呈现滞后效应;本文提出新的引入波长(λ)、滤膜上颗粒光学密度(Odf)2个参数的二元非线性拟合方法,得到β-1(λ)=(0.135 0.225×Odf(λ))×λ0.203,该方法实现了对光程放大效应更为精确的校正.     

喷流引射器对引射式气动窗口性能的影响

提出了的一种纵向喷流气动窗口——引射式气动窗口（ＪＩＡＷ）．研究了不同引射器结构尺寸下该气动窗口密封性能及输出光束质量，其中气动窗口光学性能采用一体化的定量测试设备——Ｈａｒｔｍａｎ激光光束诊断仪测试分析．实验表明，增加引射喷管喉道面积及混合室长度将有助于降低密封压力比和提高密封压力比的稳定性．不同的引射喷管喉道面积和混合室长度的气动窗口均能给出优良的光束质量     

Control of chaos in an external-cavity multi-quantumwell laser subjected to dual-wedges and optical dual-feedback

A multi-parameter chaos-control method used to control chaos in an external cavity multi-quantum-well (MQW) laser via the dual-wedges and external delayed optical dual-feedback is presented. The physical model of the laser dynamic is established under the conditions of the dual-wedges and dual-feedback light control. The frequency detuning and stable ranges of the control system are theoretically demonstrated. The optical-length of the feedback light may be adjusted by shifting horizontally or sliding the dual-wedges relatively in the external optical road, which will alter the delaying time and feedback intensity of the dual-feedback light. Accordingly, the multi-parameter chaos-control of the optical dual-feedback may be achieved physically. The numerical simulations approve that the chaotic laser may be controlled into a stable state, a single-periodic state and multi-periodic states, and the controlled periodic pulse power may be increased. Supported by the Academic Basal Research of Natural Science of Jiangsu Province of China (Grant No. 08KJD510019)     

单片冲压式汽车下控制臂轻量化优化设计

以某国产车型的焊接型下控制臂为结构轻量化设计对象,综合运用多种优化方法,设计出一款全新的单片冲压型下控制臂.该单片冲压型下控制臂在满足原焊接型下控制臂所需的各项性能的基础上,较原控制臂质量减轻33.3%,轻量化效果显著.     

利用Mach-Zehnder点衍射干涉仪的激光复振幅实时重建方法

在充分利用Mach-Zehnder自参考干涉系统无需设置专门参考光优点的基础上,提出一种激光复振幅实时重建方法.在参考臂和测试臂上分别设置放大倍率为s且互为倒置的望远镜系统,使得经针孔滤波、准直后的参考光被放大s²倍形成波前与振幅(或强度)皆近似于一个平面的理想参考光.研究表明:利用傅里叶分析法从干涉图中便可直接重建待测激光复振幅分布,具有结构简单和测量快速的优点.基于该系统分别对静态和动态输出光场进行复振幅重建实验,并由此求得相应的M²因子,从而验证该方法在复杂光场光束质量实时检测的可行性.     

上肢外骨骼运动的逆向求解与仿真

人体上肢是个极其复杂的运动系统,其运动具有复杂性和随意性。研究上肢外骨骼的运动特性为手臂外骨骼的设计提供了重要的参数依据和指导意义。本文提出了四自由度外骨骼机构并论述了其合理性,建立了四自由度的上肢模型及其运动学方程,运用逆向运动学的方法在多种运动轨迹下对上肢运动进行仿真,并对各机构之间运动关系进行测量和分析,仿真结果为外骨骼系统的智能控制及康复训练提供了有效的参考依据。     

某微型车前悬架纵倾仿真与优化

通过ADAMS/CAR建立前麦弗逊悬架模型和双轮平跳分析,评估某微型车轮跳对其车轮定位参数、悬架刚度及悬架点/抬头量的影响.针对点/抬头量过大的问题,采用D-最优试验设计方法,对下摆臂硬点坐标和弹簧刚度进行灵敏度分析,进而降低点/抬头量,并确保车轮定位参数变化合理.研究表明:该车车轮定位参数和悬架刚度变化趋势合理;下摆臂内侧硬点z向坐标、弹簧刚度对点/抬头量影响较显著;当减小下摆臂前铰z向坐标或增大下摆臂后铰z向坐标和弹簧刚度,点/抬头量明显减小,车轮定位参数仍在允许范围内.     

地震多功能辅助救援机器人运动学规划

基于D-H表示法的机器人双工作臂的运动学规划,建立了机械手臂运动能力与各影响因素关系的数学模型(即机器人机械手臂空间运动方程式),归纳出了机器人机械手臂空间运动与各影响因素关系的定量描述,提出了机器人机械手臂空间运动的设计理论和提高驱动能力的方法;建立了较完备的机器人行走机构和机械手臂运动系统的运动协调性和机器人自适应控制理论.通过运动学规划,使机器人能够更好地适用于各种地质条件、各种复杂的环境、各种需要高难度的工作强度,能够取得良好的使用效果.     

迈克尔逊干涉仪的摆臂扫描控制

摆臂式迈克尔逊干涉仪可在相对较小空间内实现长光程差扫描,并具有对振动影响灵敏度低等优点,适用于完成空间光谱探测。为实现高信噪比、高光谱分辨率的光谱探测性能,干涉仪需对干涉光程完成精密等速扫描,并要求对扫描轴系上的力学扰动具有良好的鲁棒性能。首先描述了星载摆臂式迈克尔逊干涉仪的数学模型。在此基础上,针对挠性轴系存在的固有谐振频率,研究通过微分反馈有效调整被控对象的谐振特性。确定了系统阻尼比与反馈环节参数的关系,并提出了基于ISE的控制器参数优化方法。仿真试验表明,所提出的控制方法可实现高精度的干涉光程扫描,并对空间振动具有较好的抑制能力,可有效应用于空间迈克尔逊干涉仪控制中。     

基于遗传算法的转向垂臂结构优化设计

提出了以体积(质量)最小和多工况下应力最小为优化目标,建立了转向垂臂的拓扑优化模型。以转向轮左、右转向极限工况和原地转向工况作为设计载荷,以垂臂模型的控制参数作为设计变量,建立了垂臂的多目标数学模型。采用第二代非劣排序遗传算法(NGSA-II)对所建立的数学模型问题进行优化求解,得到各自的Pareto优化解集,并参考Pareto解集对垂臂进行尺寸优化。结果表明,在不影响各项性能的前提下,转向垂臂减重17. 87%,取得了较好的轻量化效果。     

Finite Eement Facture Aalysis of the Main Arm of Tower Cranes with the 3-D Cracks

In this paper the local solutions of displacement fields in front of three-dimensional cracks are introduced and a new singular element of three-dimensional crack problems is constructed, and a new method for calculating stress intensity factors of three-dimensional crack problems is presented. With the present method, the structural strength of with longitudinal closed cracks under axial tensions is analyzed. It is possible for the crack to propagate because there are ring tensile stresses near joints of the main arm in tower cranes under axial press stresses. The stress and the stress intensity factor are calculated at joints on the main arm of tower cranes. Influences of welding residual stress on stress intensity factors and stresses are discussed.     

激光振动目标特征提取的研究

本文在迈克尔逊干涉仪基础上,让参考臂以一定速度运动,建立起一套新的探测目标振动的系统。首先根据光干涉理论得到信号表达式,结合时频分析的方法对信号进行处理,理论上证明了这种方法的合理性。然后进行了实验研究,证实了在参考臂运动的条件下,同样可以提取目标的振动特性。