检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2024年第21期45卷 80-92页

作者：梅英杰王大伟孙传智袁腊梅王晓明刘永猛哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150080 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学数学学院哈尔滨150080

为了提高航空发动机机匣装配精度和效率,提出基于增强现实的航空发动机机匣数字孪生测调系统。利用增强现实设备的高保真交互特性,对航空发动机多级机匣装配进行实时可视化引导装配。建立了航空发动机多级机匣装配数学模型,实现了多级... 详细信息

为了提高航空发动机机匣装配精度和效率,提出基于增强现实的航空发动机机匣数字孪生测调系统。利用增强现实设备的高保真交互特性,对航空发动机多级机匣装配进行实时可视化引导装配。建立了航空发动机多级机匣装配数学模型,实现了多级机匣装配同轴度精准预测。将装配数学模型和可视化模型相结合,实现航空发动机机匣数字孪生模型映射。基于模拟的航空发动机多级机匣进行数字孪生装配实验,实验结果表明,提出的数字孪生装配系统的同轴度预测误差为0.6μm,增强现实可视化交互的平均延时为11 ms,平均帧率为45 fps,装配消耗时间减少了5 h,有效提高了航空发动机机匣装配精度和效率。

关键词：航空发动机机匣装配数字孪生增强现实装配数学模型可视化模型

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复合材料板的空耦超声Lamb波原位应力测量方法

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仪器仪表学报 2023年第8期44卷 100-108页

作者：王丙泉赵勃哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150080 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室哈尔滨150080

为了实现大部件复合材料板的原位应力测量,提出了基于Lamb波的复合材料板空气耦合超声应力测量方法。目前,由于空耦超声换能器声阻抗的严重不匹配导致能量损失严重、空耦超声信号较为微弱,在声学特征准确提取上难度较大。与此同时,空耦... 详细信息

为了实现大部件复合材料板的原位应力测量,提出了基于Lamb波的复合材料板空气耦合超声应力测量方法。目前,由于空耦超声换能器声阻抗的严重不匹配导致能量损失严重、空耦超声信号较为微弱,在声学特征准确提取上难度较大。与此同时,空耦超声Lamb波应力测量方法在复合材料中的应用仍处于理论与实验的探索阶段。通过实验方法探究碳纤维复合材料的Lamb波声弹性效应规律。根据复合材料板相速度与最佳入射角频散特性分析确定了空耦超声换能器的中心频率与相对纯净A0模态Lamb波的激励方式,使空耦超声Lamb波具有较好的信噪比,保证声时提取的准确度。为了验证所提出方法的有效性,分别沿着0°、15°、30°、45°、60°、75°以及90°纤维方向获得7个不同的拉伸试样进行应力测量。实验结果表明,在0~100 MPa范围内测量误差小于±8.1 MPa,测量重复性为7.5 MPa。该方法在测量精度和测量重复性等方面具有显著优势,可为大部件复合材料板的原位应力测量提供一种先进可行的技术。

关键词：复合材料板原位应力测量空气耦合超声 Lamb波

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基于等效磁路法的电磁力发生器单磁路优化设计

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振动与冲击 2023年第12期42卷 309-316页

作者：李伟崔俊宁邹丽敏汪志胜哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150080 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室哈尔滨150080

单磁路电磁力发生器在音圈执行器和振动计量等领域具有广泛的应用,其关键是通过合理的结构设计在磁路气隙中产生具有高分布均匀性的强磁场。提出一种基于等效磁路法的电磁力发生器单磁路解析模型及结构优化设计方法,以典型单磁路为研究... 详细信息

单磁路电磁力发生器在音圈执行器和振动计量等领域具有广泛的应用,其关键是通过合理的结构设计在磁路气隙中产生具有高分布均匀性的强磁场。提出一种基于等效磁路法的电磁力发生器单磁路解析模型及结构优化设计方法,以典型单磁路为研究对象,基于等效磁路原理和集总参数法建立了气隙磁感应强度分布关于结构尺寸的解析理论模型,并采用有限元仿真验证了理论模型的正确性,二者相对误差约为2.5%,且理论计算较有限元仿真可提高约2000倍的计算效率。分析了各结构尺寸对气隙平均磁感应强度及其分布不均匀性的影响,并通过优化设计获得了较优的结构参数。优化分析结果表明,采用该方法可将气隙平均磁感应强度提升约150%,磁感应强度分布不均匀性减小约29%。

关键词：单磁路气隙理论模型优化设计

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真空气体静压轴承研究进展

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机械工程学报 2025年第5期61卷 13-25页

作者：吴剑威王继尧郑健赵鹏越高席丰温众普哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150001 超精密仪器技术及智能化工业和信息部重点实验室哈尔滨150080 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124

随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求,基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势,在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润... 详细信息

随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求,基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势,在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润滑方式、结构优化及实验研究等三方面入手,详述了真空气体静压轴承的国内外研究现状。对比了真空气体静压轴承相较于传统气体轴承的优缺点,同时归纳了真空气体静压轴承的常规密封方法及高效抽排方式。在此基础上分析了真空气体静压轴承在设计中存在的支承特性、结构设计、加工工艺等关键技术问题,并对真空气体轴承未来发展趋势进行了初步展望,为真空气体静压轴承的设计提供相应依据。

关键词：真空气体静压轴承轴承密封静态特性结构优化实验研究

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基于超构表面的光学计算与先进成像(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第16期61卷 116-141页

作者：郝慧捷王新伟刘俭丁旭旻哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

由亚波长纳米结构组成的超构表面作为一种新兴的颠覆性技术,能够对相位、振幅值、偏振和色散等光场特性进行独立调控,这对于波前调控元件、集成成像系统、可穿戴光电设备来说都具有重要的意义。超构表面能够以光速对输入波信号进行复杂... 详细信息

由亚波长纳米结构组成的超构表面作为一种新兴的颠覆性技术,能够对相位、振幅值、偏振和色散等光场特性进行独立调控,这对于波前调控元件、集成成像系统、可穿戴光电设备来说都具有重要的意义。超构表面能够以光速对输入波信号进行复杂的模拟计算,为超薄、超快、高通量和高集成度的低功耗光学成像平台的构建提供了一种全新的方案。本文总结了基于超构表面的光学模拟计算和光学成像的最新进展,从二者之间的基本联系出发,讨论了全光计算超构表面和超构表面成像系统之间的内在联系,详细介绍了超构表面在这些领域的应用,包括图像处理、边缘检测、相位成像、集成化成像系统等,最后总结了超构表面光学计算当前面临的挑战,并展望了未来的发展方向。

关键词：超构表面超构透镜全光运算光学成像光场调控

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基于安装相位寻优的航空发动机多级转子振动抑制方法

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振动与冲击 2022年第15期41卷 138-145,208页

作者：陈越崔继文孙逊谭久彬哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150080 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室哈尔滨150080

为了通过最优匹配航空发动机多级转子的安装相位来实现对转子系统的振动抑制,首先建立了不平衡质量点与装配止口形心在装配过程中的坐标传递模型,然后推导了质量偏心和止口偏心对转子的激励形式,进而将坐标传递模型和激励力引入多级转... 详细信息

为了通过最优匹配航空发动机多级转子的安装相位来实现对转子系统的振动抑制,首先建立了不平衡质量点与装配止口形心在装配过程中的坐标传递模型,然后推导了质量偏心和止口偏心对转子的激励形式,进而将坐标传递模型和激励力引入多级转子系统动力学方程,建立了各级转子安装相位与转子振动响应的数学关系。最后构建了转子振动位移归一化评价函数,并采用遗传算法实现了转子振动位移的极小化和最优安装相位序列的求解。计算结果表明,以振动位移归一化评价函数为优化目标所求得的最优安装相位,相比于默认相位,可使转子系统在临界转速下的振动位移大幅降低,且优于以几何偏心距和不平衡量为优化目标对转子振动的抑制效果。

关键词：航空发动机多级转子安装相位寻优转子动力学振动响应

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约束膜式空气弹簧的刚度建模与分析

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振动与冲击 2022年第1期41卷 60-67,115页

作者：赵亚敏崔俊宁邹丽敏边星元程钟义哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150080 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室哈尔滨150080

针对空气弹簧实际刚度与理论值相差较大的问题,建立了约束膜式空气弹簧的改进刚度模型。改进模型兼顾弹性膜弧长变化及其变形引起的腔室体积变化,理论与实验刚度的偏差为9.67%,相比传统模型计算精度提高7.63%。基于改进刚度模型的分析... 详细信息

针对空气弹簧实际刚度与理论值相差较大的问题,建立了约束膜式空气弹簧的改进刚度模型。改进模型兼顾弹性膜弧长变化及其变形引起的腔室体积变化,理论与实验刚度的偏差为9.67%,相比传统模型计算精度提高7.63%。基于改进刚度模型的分析结果表明:大腔室体积、小有效面积、大弹性膜圆弧半径的结构设计,高弧长变化率的材料及高充气压强的工作方式有利于实现低刚度隔振特性。该研究为大承载、低频/超低频约束膜式空气弹簧的结构优化设计与精密加工提供了有效的理论依据。

关键词：空气弹簧改进刚度模型弧长变化腔室体积变化

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用于大尺度模型发动机高频PLIF测量的脉冲串紫外激光系统

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 932-936页

作者：曹振于欣彭江波柳强杨顺华张顺平赵延辉李沛霖高龙张善春哈尔滨工业大学可调谐激光技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学光电子技术研究所黑龙江哈尔滨150001 清华大学精密仪器系北京100084 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

针对大尺度模型发动机试验台工作时间短(~百毫秒到秒量级)和激光能量要求高(>1 mJ)的特点,常规的紫外激光系统不能满足发动机燃烧流场精细化测量需求,要求用于高频平面激光诱导荧光(PLIF)测量的紫外激光系统同时满足脉冲串时间间隔... 详细信息

针对大尺度模型发动机试验台工作时间短(~百毫秒到秒量级)和激光能量要求高(>1 mJ)的特点,常规的紫外激光系统不能满足发动机燃烧流场精细化测量需求,要求用于高频平面激光诱导荧光(PLIF)测量的紫外激光系统同时满足脉冲串时间间隔短和激光输出能量高,并且系统具有高可靠性和环境适应性。设计了一套用于真实发动机地面试验台高频PLIF测量的脉冲串紫外激光系统,能够获取有效的火焰动力学数据。脉冲串紫外激光系统采用自主研制的脉冲串模式激光器泵浦染料激光器,具备能量监测、波长监测和片光分布监测等功能,可以校正激光参数对测量结果的影响。其中脉冲串模式激光器采用电光调Q、脉冲串模式和MOPA技术,使输出的泵浦激光具有高脉冲能量(~50 mJ@532 nm)、短脉冲宽度(~10.8 ns)和较高的脉冲串频率(20 Hz)。脉冲串紫外激光系统的串时间间隔为50 ms,是国外激光器脉冲串间隔时间的1/200;系统整体转换效率为6%,紫外单脉冲能量为2.95 mJ@283 nm,是国外连续脉冲激光器典型能量值的7倍。为满足发动机地面试验台测量需求,自主集成了工程可用的高可靠性移动式10 kHz PLIF测量系统,具有抗震、防潮和防尘等功能,提升了高频PLIF系统的环境适应能力。国内首次在中国空气动力研究与发展中心的脉冲燃烧风洞上实现了大尺度模型发动机燃烧流场远距离大视场成像测量(~15 cm),获得了高信噪比的氢燃料及乙烯燃料高动态燃烧过程可视化结果。未来可结合光谱图像特征提取与分析方法对其燃烧状态和动态过程开展研究,为发动机复杂流动燃烧机理研究、CFD仿真和发动机设计水平提升提供支撑。

关键词：燃烧诊断脉冲串激光器平面激光诱导荧光大尺度模型发动机

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亚纳米皮米激光干涉位移测量技术与仪器

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激光与光电子学进展 2023年第3期60卷 253-262页

作者：林雄磊苏晓博王嘉宁孙云科胡鹏程哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所黑龙江哈尔滨150080 超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

激光干涉位移测量技术因具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等特点,成为当前与下一代高端装备、超精密计量的基础性技术之一。在简要介绍国内外现有的各类亚纳米级激光干涉仪的基础上,重点从“精”“准”“快”方面综述了面向亚... 详细信息

激光干涉位移测量技术因具有大量程、高分辨力、非接触式及可溯源性等特点,成为当前与下一代高端装备、超精密计量的基础性技术之一。在简要介绍国内外现有的各类亚纳米级激光干涉仪的基础上,重点从“精”“准”“快”方面综述了面向亚纳米、皮米级激光干涉位移测量技术的研究成果。首先,从激光干涉测量原理出发,分析了限制激光干涉仪中测量分辨力、速度等进一步提升的主要误差项及技术难点;其次,重点列举了近年来国内外在激光器高精度稳频、高精度干涉镜组、高速/高分辨力相位细分技术、环境补偿与控制等方面所取得的重大关键技术突破;最后,对下一代超精密激光干涉位移测量技术的发展趋势进行了总结与展望。

关键词：激光干涉仪亚纳米与皮米测量激光稳频信号处理

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面向IC光刻的超精密运动台控制技术

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激光与光电子学进展 2022年第9期59卷 223-243页

作者：刘杨李理陈思文谭久彬哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

对于步进扫描投影光刻机,掩模台和工件台的同步伺服性能将直接影响整机技术指标。掩模台和工件台是典型的六自由度超精密运动台,在耦合动力学、复杂内外部干扰条件下兼顾高动态和超精密运动是其核心控制难题,研究和发展面向集成电路光... 详细信息

对于步进扫描投影光刻机,掩模台和工件台的同步伺服性能将直接影响整机技术指标。掩模台和工件台是典型的六自由度超精密运动台,在耦合动力学、复杂内外部干扰条件下兼顾高动态和超精密运动是其核心控制难题,研究和发展面向集成电路光刻的超精密运动台控制技术对于实现高端光刻机国产化具有重要意义。本文首先阐述高端光刻机对超精密运动台的伺服性能需求以及实现这些需求所面临的技术挑战,然后从解耦控制、反馈控制、前馈控制、协同控制和轨迹生成五个方面回顾光刻机超精密运动台控制相关研究成果与最新进展,并对其现存的问题和发展方向进行评述。

关键词：光刻机多自由度运动台超精密运动控制

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