小型非球面数控抛光的计算机控制技术分析

随着经济的快速发展和科技的进步,计算机技术已经广泛应用于社会生产的各个行业,利用计算机控制抛光的方法对小型非球面进行数控抛光控制,通过计算模拟结果,得出研制的小型非球面光学元件有良好的精度,计算机控制技术能有效的提高小型非球面光学元件的生产效率,对企业生产有十分重要的意义。     

用计算全息图校正非球面的畸变

针对用计算全息图(CGH)对非球面进行检测时出现的非对称畸变,分析了3种基本的畸变模型,提出了一种有效的校正非对称畸变的方法.该方法采用较少的拟合参数即可实现对非对称畸变的精确校正,从而可以较大程度地减少畸变校正所需要的数据点对,避免过度拟合效应.通过光学仿真模拟分析了整个干涉仪系统的畸变,并利用以上方法对畸变进行了校正.仿真结果显示,畸变校正的相对残差小于0.2％.最后,设计并制作了处于离轴工作状态的CGH,并用此CGH对非球面进行了检测.利用上述畸变校正方法对测量的非球面面形进行校正,并用校正之后的结果进行加工迭代,最终非球面面形的收敛精度达到1.8 nm(RMS),得到的结果验证了提出的畸变校正方法的可靠性.     

光学非球面磁性复合流体抛光运动控制算法设计

为了实现高精度光学非球面元件超精密抛光加工的需要,设计了光学非球面磁性复合流体抛光运动控制算法。通过分析光学非球面磁性复合流体抛光加工原理,建立抛光头在加工过程中相对非球面表面的位态变换关系,采用D-H法建立抛光试验台运动学模型,求解抛光过程中抛光头位姿量,运用逆向运动学求解方法计算试验台运动量;开展工艺实验,对该运动控制算法进行验证。实验结果表明,所设计的抛光运动控制算法能够准确指导光学非球面元件抛光加工。     

微机形成的非球面干涉图

介绍一种新的非球面检测方法。用微机技术，对偏离球面很小的非球面作模拟非球面的干涉，获得理想的非球面干涉图。用模拟的理想干涉图作“样板”，使高次非球面的面形在激光球面干涉仪上进行精确测量成为可能。提供了四种类型小非球面度的高次或二次非球面干涉图。给出了几个在CQG一1型激光球面干涉仪上作出的测量结果。其测量精度约为0．5λ。     

中大口径轴对称光学非球面超精密磨削数控机床的研制

通过系统分析轴对称中大口径方形光学非球面包络法加工原理,提出了非球面磨削加工机床各轴系运动的数学控制模型,设计并研制了非球面精密磨削加工机床及机床速度、位移双闭环控制系统,在研制的加工机床上进行了330×300mm的方形光学非球面镜片磨削试验,并采用数字型电感测微仪设计了非球面在线检测系统,通过对加工后的光学非球面进行在线检测,试验结果表明设计并研制的光学非球面磨削加工机床加工精度满足光学非球面镜片加工面形精度PV值达到4μm的要求,且加工效率高,适用于中大口径非球面磨削加工。     

激光干涉仪在非球面光学元件制造中的应用

为了提高检测精度,研究了用激光干涉仪检测非球面光学元件的方法,阐述了激光干涉仪的工作原理.并通过实验证明了这种方法既简单方便,又适用于非球面度不高的光学元件.缩短了加工时间,减少了对专业人员的投资支出,因此大大提高了生产效率.     

非球面光学元件加工检测方法的研究

对非球面光学元件加工检测进行了试验和研究,得出了具体的测试方案。在非球面大口径光学元件的精密磨削中,其磨削阶段的检测技术是工件加工的关键。通过对大口径非球面光学元件加工中工件旋转轴(A轴)、砂轮旋转轴(B轴)、工件平移轴(X轴)、砂轮平移轴(Y轴)、砂轮回转轴(C轴)的位置和速度所进行的检测,证明了所使用的检测方法是可靠的,能够顺利地完成对非球面光学元件加工过程的检测,实现了非球面光学元件的精密磨削,满足了设计的要求。     

高精度离轴凸非球面反射镜的加工及检测

为了提高离轴凸非球面反射镜的面形精度和光轴精度,研究了离轴凸非球面反射镜的加工与检测技术。首先,描述了离轴三反消像散(TMA)光学系统以及作为该光学系统次镜的离轴凸非球面反射镜的光学参数和技术指标。然后,介绍了非球面计算机控制光学表面成型(CCOS)技术及FSGJ非球面数控加工设备。最后,给出了非球面研磨阶段检测用的轮廓测量法和离轴凸非球面抛光阶段检测用的背部透射零位补偿检测法,并对背部透射零位补偿检测中离轴凸非球面反射镜光轴精度的控制技术进行了研究。检测结果表明:采用背部透射零位补偿检测法检测得到的离轴凸非球面反射镜的面形精度为0.017λ(均方根值,λ=0.632 8μm);用Leica经纬仪测量反射镜的光轴精度其结果达到9.4″,满足光学设计技术指标要求。     

干涉法实时测量浅度非球面技术

提出了一种干涉实时检测非球面的新方法,该方法无需补偿器,CHG等辅助元件就能实现对浅度非球面的测量。对非球面度较小的非球面,直接利用标准球面镜作为参考表面,通过数字干涉仪可以测得全孔径位相分布,将所得的数据剔除参考球面波相对理论非球面的偏差,并运用最小二乘拟合求得机构定位误差,消去此误差,从而能够获得真实的面形信息。利用该方法对一口径为350mm的浅度双曲面进行了测量,通过数据分析和处理得到面形误差的PV值和RMS值分别为0.387λ 和 0.048λ ( =632.8nm)。并将该结果与零位补偿的检测结果相比较,两面形分布是一致的,其PV值和RMS值的偏差分别为0.033λ 和 0.006λ 。说明该技术对检测浅度非球面是切实可行的。     

刀具摆动法加工轴对称非球面光学零件新技术的研究

为了解决非球面光学零件加工难的问题,就轴对称二次非球面提出了刀具摆动非球面加工的新方法,通过对该方法的理论说明,以抛物面为例对其进行了理论验证,并在给定的表面粗糙度下对机床进行运动分析,进而说明了该技术的优点.     

月球车辆无动力润滑系统的结构设计与仿真

设计一种新型无动力润滑系统,该润滑系统不需要动力源,依靠零件之间的相互作用和弹性承载体的微小变形挤压润滑油,使润滑油能够在零件的摩擦表面之间产生循环流动从而实现液体润滑。基于流固耦合理论和方法对设计的润滑系统中流体的压力和流速等进行了仿真计算。计算结果表明,在一定的转速和负荷条件下,无动力润滑系统能够实现润滑油在摩擦表面之间的循环流动,并且其压力和流速随着时间的增加而增加,最后趋于稳定,基本上可以验证该结构方案是可行的。     

网格模型对液力变矩器CFD稳态湍流仿真计算的影响

利用ANSYS-Turbogrid生成液力变矩器的网格模型,研究了不同的网格数和近壁面y＋值对液力变矩器CFD数值计算的精度影响。计算结果表明,仅仅增加网格数无法改善计算结果的精确性,提高近壁面的y＋值能够显著地改善计算的精确性,从而确定了适合液力变矩器仿真计算的网格模型参数。     

高温过滤器用脉冲反吹喷嘴出口流场特性分析

在常温工况下,以直管、渐缩和缩放三种结构形式的脉冲反吹喷嘴为研究对象,利用高速摄影系统拍摄了喷嘴脉冲反吹过程中的分幅阴影照,利用计算流体力学软件FLUENT对这一过程进行了数值计算,试验结果与计算结果吻合很好,验证了计算模型计算喷嘴反吹时刻非定常流场的可靠性。在此基础上,对高温工况下的脉冲反吹流场进行计算研究,结果表明,高温工况下,脉冲反吹过程中,喷嘴出口流场中存在压力振荡,该振荡在脉冲反吹流场传播;喷嘴的结构形式对喷嘴出口流场的压力均一化波系具有重要影响,缩放式喷嘴出口射流核心区最大。通过跟踪流场不同时刻的压力分布发现,三种结构形式喷嘴出口流场的射流核心区均可观察到由膨胀波、反射斜激波、剪切层组成的激波胞格结构。     

方舱空调通风系统的设计

系统地分析了方舱空调通风系统工作原理,应用热平衡原理和空气动力学理论分析了方舱冷热负荷的计算、通风管道压力损失计算及空调的选型,并理论联系实际,结合实例验证了计算方法及其理论的正确性,为方舱空调通风系统的合理设计提供一种数学计算模型和理论依据。     

基于仿真模板的变压器油箱强度计算

有限元分析的应用提高了变压器油箱强度计算的效率与精度,但由于通用CAE软件功能模块众多、操作界面复杂,不利于在产品设计人员中推广应用。为简化分析流程,降低软件应用难度,基于ANSYS Workbench开发了变压器油箱强度仿真模板,包括油箱模型处理模板以及强度计算仿真模板,介绍了利用仿真模板对变压器油箱强度进行计算的方法,并将仿真计算结果与试验数据进行了对比分析,其计算精度可以满足工程应用的要求。通过对比验证,采用仿真模板可有效提高变压器油箱强度计算效率,从而为产品设计及试验提供计算依据。     

仿真优化加速求解器的研究与开发

仿真优化已成为复杂系统优化设计的重要手段,但在实际应用中,基于复杂系统的仿真过程通常存在花费时间过长,不具有逆向求解功能等缺陷.本文提出一种基于神经网络的仿真优化加速求解模块,该模块以BP神经网络作为核心引擎,通过训练和学习过程替代仿真模型进行结果评估,从而大大提高了仿真优化的速度.     

基于并行计算的可调节型6-SPS并联机器人运动学和动力学分析

利用一种矩阵的广义标量积,导出6-SPS并联机器人动平台和驱动腿的速度及加速度显式表达式,并运用虚功原理和达朗伯原理建立了动力学模型。根据其计算特点,构造动力学并行算法,减少在线计算量和时间,为机构的实时控制提供有利条件。还对其作为可调节型机构,研究了平台半径和构件质量对驱动力的影响。给出的仿真实例证明此方法的有效性。     

用光塑法研究刚塑性力学模型拉应力理论

采用光塑性法定量研究了圆柱体的平板间镦粗。首次把光塑理论与增量理论相结合,用于变形体内应力的定量计算。模拟结果与定性物理模拟相吻合,使圆柱体镦粗的刚塑性力学模型拉应力理论得到了深化。     

楔式稳定平台的数学模型及其运动仿真

文中提出了楔式稳定平台的数学模型,介绍了该平台对载体摇晃的补偿算法,在算法中采用了正向试探求解法,并依照就近补偿原则有效地降低了平台补偿过程中的非线性误差。建立了运动仿真模型,对求解结果作了进一步地验证。     

基于马尔可夫网络排队模型的电梯配置

利用马尔可夫网络排队理论建立了电梯交通模型，在此基础上对电梯配置进行分析研究，并开发了电梯配置软件进行仿真计算。利用此软件用户可以根据配置的结果调整电梯配置参数，进而得到符合要求的配置结果，并通过举例说明电梯配置参数的具体计算过程。通过电梯的配置也验证了利用马尔可夫排队论进行建模的有效性和可行性。