工程学科研究进展

1工程设计技术 开展了钻地弹的力学设计研究，指导钻地弹的结构设计和找寻合理的动能侵彻弹型；开展了机电一体化实验装置设计，为机电产品提供一个可操近代的软硬件平台；工序图采用CAD系统设计，可缩短工序图绘制时间，同时简化及标准化工序图的绘制；基于实体模型的计算机辅助夹具设计，减少了设计人员的劳动强度，提高了夹具的设计质量；设计了幅度可控的六自由度浮动装配台，实现了工件自适应调姿，满足了装配要求。     

工程学科研究进展

1 工程设计技术 利用有限元软件和采用CAD设计方法，对复杂结构进行了优化设计，达到了提高产品可靠性的目的。开展了五层阻尼圆板的优化设计，达到了阻尼板具有更佳的减振效果；整机三维立体布线设计，实现了整机布线可视化装配；控制系统的集成化设计，提高了产品的可靠性和降低了电源能耗；Kα波段短脉冲检波器设计，为毫米波短脉冲的检测技术提供了重要的设计经验。     

支持多格式工程图档信息的提取方法与实现

随着科学技术的进步，制造业进入了企业信息化发展的阶段，而有关产品的各种工程信息在设计、生产、销售、服务等整个产品寿命周期中的畅通流动是实现信息化的关键环节之～，其中，快速、准确地获取有效的工程信息是保证信息畅通流动的基础，因此工程信息提取技术在业界得到了广泛的关注和发展。工程信息中的非几何特征信息（以设计图纸的标题栏和明细表信息为代表）表达了产品结构、零部件属性、装配关系及所属关系等产品特征，另外，该信息还贯穿了整个产品寿命周期，因此，提取此类信息并进行有机的组合不仅从总体上体现了产品轮廓特征，也是实现产品配置管理、信息集成、数据共享的重要基础，     

EAST�п����װ�ùؼ�����װ��Ŀ��Ʋ���

采用精密工程测量技术对EAST装置主机关键部件装配位置进行了装配过程检测，并建立了相应的测量控制网。通过利用合适的控制测量方案，使得EAST装置关键部件的装配位置精度达到了设计要求。     

超声辅助磨削杯形砂轮变幅器设计与试验*

超声辅助磨削在硬脆材料的加工中应用广泛。为研制以杯形砂轮为加工工具的超声辅助磨削主轴附件式工具系统,建立了杯形砂轮变幅器的理论模型,推导了其频率方程,并通过Matlab开发了杯形砂轮变幅器设计软件。利用该软件结合有限元分析对杯形砂轮变幅器进行了设计。将研制的杯形砂轮变幅器与BT40刀柄一体化外套筒、导电滑环装配组成了杯形砂轮超声辅助磨削主轴附件式工具系统。对该超声振动系统进行了阻抗分析试验及超声谐振试验,结果表明,该超声振动系统阻抗性能较好,能够使杯形砂轮产生稳定的超声振动,验证了所提出的设计方法的正确性,为主轴附件式超声磨削装置的设计提供了理论参考。     

光电稳瞄系统装调的关键技术

鉴于光电稳瞄系统的复杂性和科研开发的不可预见性，传统装调技术远不能满足产品科研设计发展的需求。着重分析探讨了光电稳瞄系统中各探测器光谱范围的差异性、光学平台结构的复杂性、光学轴系与回转轴系的一致性带来的精度难以实现的关键技术问题。通过多组自准直仪架设空间过渡基准，采用特定的大口径光轴调校装置，解决了光轴平行性调校问题。以调校光学轴系与机械回转系统的同步精度为出发点,确定了各部件之间的装配及装配误差的影响。通过设计的方位/俯仰天顶测量仪，解决了回转轴系正交性精度调校难题，实现了传统工艺方法和普通调校装置无法达到的设计指标和精度要求。     

高压容器耐压及气密性试验检测系统的设计

在高压下使用的压力容器、阀门等产品，制成后需进行耐压试验和气密性试验以保证产品在工作压力下不泄漏。为此，研究设计了一套可采取自动和手动两种控制方式，对高压容器等产品安全地进行耐压、气密性试验的充气系统，及可在气密试验压力下检测漏率值的真空检漏系统。     

单点金刚石机床及其在光学工程领域的应用

介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。     

单点金刚石机床及其在光学工程领域的应用

介绍了单点金刚石车床概念,总结回顾了单点金刚石车床在国防和商业领域内的发展状况,给出了目前商用单点金刚石车床的典型产品。对单点金刚石车床的关键零部件和核心技术,如空气静压主轴、液压导轨、直流电机、对刀装置、误差补偿和自适应控制等进行了分析。最后,介绍了适宜单点金刚石车削加工的材料,分析了快刀伺服和慢刀伺服在光学元件中的应用以及所加工的光学元件在国防和商用光电产品中的应用,并以主次镜望远镜系统和精密光学系统无调整装配为例,说明了单点金刚石车削在光电产品中的重要作用。     

小子样机械产品可靠性试验

对长寿命(相对于工作时间)、高可靠性和小子样机械产品，提出了采用加速随机振动试验将产品置于较为严酷条件下来进行可靠性试验。阐述了加速试验应遵循的基本原则，即：(1)无论是对元件、部件、系统或产品，过载系数一般是针对其危险部位的应力响应而言；(2)加速试验的程度通过过载系数大小控制；(3)进行过载试验前必须进行低量级或正常工作条件下的预试验，获得产品的传递特性；(4)产品不改变失效机理的条件—对寿命服从两参威布尔分布，其形状参数保持不变；对寿命服从对数正态分布，其对数标准差保持不变；(5)认为产品是经受循环应力导致损伤积累而破坏，不考虑加载顺序的影响；(6)最大过载系数上限应保证在过载试验下产品危险部位的局部应力不超过材料屈服极限的80％；(7)对额定试验下产品危险部位的应力较大或设计裕度较小的产品，不适合采用较大的过载系数。在确信所进行的加速试验不改变产品的失效机理和产品在预定的振动试验时间内未失效时，可以不遵循基本原则(3)项。根据产品的传递特性、局部危险部位的应力应变响应、工程设计经验以及材料循环本构关系，提出了控制产品承受最大应力的措施，以保证在加速试验下产品的失效机理不发生变化。     

小型内窥镜干涉型光纤陀螺仪装配质量控制系统（英文）北大核心CSCD

提出一种用于干涉型光纤陀螺仪(IFOG)装配质量控制的内窥镜系统设计及相关图像分析方法。同时采用1.0mm与2.4mm工业内窥镜系统采集IFOG内部图像与视频数据;并利用多自由度运动控制平台调节内窥镜工作姿态以保证图像的顺利采集。在此基础上,设计了基于db4小波基的图像增强方法,基于灰度共生矩阵的图像纹理特征估计方法以及图像几何形状特征的计算方法等,用以进行内窥镜图像的分析。通过上述系统与方法的应用,能够有效检测出IFOG产品在装配过程中出现的多余物颗粒、光纤断纤或异常胶粘等质量问题,有效提高了IFOG产品的装配质量。     

小型内窥镜干涉型光纤陀螺仪装配质量控制系统（英）

提出一种用于干涉型光纤陀螺仪(IFOG)装配质量控制的内窥镜系统设计及相关图像分析方法。同时采用1.0 mm与2.4 mm工业内窥镜系统采集IFOG内部图像与视频数据;并利用多自由度运动控制平台调节内窥镜工作姿态以保证图像的顺利采集。在此基础上,设计了基于db4小波基的图像增强方法,基于灰度共生矩阵的图像纹理特征估计方法以及图像几何形状特征的计算方法等,用以进行内窥镜图像的分析。通过上述系统与方法的应用,能够有效检测出IFOG产品在装配过程中出现的多余物颗粒、光纤断纤或异常胶粘等质量问题,有效提高了IFOG产品的装配质量。     

小型内窥镜干涉型光纤陀螺仪装配质量控制系统（英文）

提出一种用于干涉型光纤陀螺仪(IFOG)装配质量控制的内窥镜系统设计及相关图像分析方法。同时采用1.0mm与2.4mm工业内窥镜系统采集IFOG内部图像与视频数据;并利用多自由度运动控制平台调节内窥镜工作姿态以保证图像的顺利采集。在此基础上,设计了基于db4小波基的图像增强方法,基于灰度共生矩阵的图像纹理特征估计方法以及图像几何形状特征的计算方法等,用以进行内窥镜图像的分析。通过上述系统与方法的应用,能够有效检测出IFOG产品在装配过程中出现的多余物颗粒、光纤断纤或异常胶粘等质量问题,有效提高了IFOG产品的装配质量。     

小型内窥镜干涉型光纤陀螺仪装配质量控制系统（英文）

提出一种用于干涉型光纤陀螺仪(IFOG)装配质量控制的内窥镜系统设计及相关图像分析方法。同时采用1.0mm与2.4mm工业内窥镜系统采集IFOG内部图像与视频数据;并利用多自由度运动控制平台调节内窥镜工作姿态以保证图像的顺利采集。在此基础上,设计了基于db4小波基的图像增强方法,基于灰度共生矩阵的图像纹理特征估计方法以及图像几何形状特征的计算方法等,用以进行内窥镜图像的分析。通过上述系统与方法的应用,能够有效检测出IFOG产品在装配过程中出现的多余物颗粒、光纤断纤或异常胶粘等质量问题,有效提高了IFOG产品的装配质量。     

高功率激光驱动器中的若干关键工程光学问题

高功率激光装置是一个复杂的有源巨型光学工程,其性能指标要求逼近科学技术与物理极限。驱动器研制有物理设计、工程光学和结构工程设计三大过程,工程光学在其中起着重要作用。高功率激光装置工程光学设计需遵循其特有的设计原则和要点,以保证装置的高性能。根据驱动器设计指标和设计特点,从总体光学设计、光束质量控制以及光束打靶精度控制方面,综述了高功率激光装置工程光学设计中的关键科学技术问题以及相应解决方法,为未来高功率激光驱动器的发展提供必要的工程设计参考。     

牙齿洁白产品体外灌流过氧化氢缓释量及其动态变化测定方法的研究

为保证牙齿洁白产品在漂白使用过程中的安全性 ,需建立一种合理的装置和简便的方法来测定该产品的过氧化氢释放量。针对洁白牙贴的使用特点及过氧化氢缓释特性 ,设计了一种体外灌流装置 ,研究了分光光度法测定产品缓释过氧化氢的动态过程。考察了过氧化氢含量测定方法及灌流装置的有效性 ,并应用于几种产品的过氧化氢缓释量测定     

托卡马克实验与工程——HL-2A装置等离子体诊断系统的新发展

HL-2A装置的主要物理目标是开展偏滤器物理研究及在大功率辅助加热和先进的加料条件下，研究等离子体的约束、输运及不稳定性。为了实现这个物理目标，必须发展更多的新的诊断，提高等离子体参数测量的空间和时间分辨。目前，已有近30种诊断从HL-1M装置上移到HL-2A装置上并投入了实验。此外，有10项诊断正在进行研制。本文将介绍近两年发展的几种新诊断。     

HL-2M 装置初始等离子体放电阶段的直流辉光放电清洗系统研制

基于 HL-2M 托卡马克初始等离子体放电的工程需求,设计并研制了直流辉光放电清洗系统,包括电 极、馈线、电源、控制以及监测等关键部件和辅助子系统。研制完成后开展了系统装配和工程调试,并投入到首 次等离子体放电。实验结果表明,该直流辉光放电系统运行稳定、可靠,且此辉光放电清洗显著降低了真空室本 底杂质浓度,能满足 HL-2M 装置初始等离子体放电的壁条件需求。     

使用多线程技术提高VR应用的性能

VR系统十分复杂，计算机的处理任务十分繁重，处理器的处理速度跟不上应用提出的新要求。以常用的VR工具软件WorldToolKits为例，在建立好场景图并且进入仿真循环后，除了完成一般的操作系统的任务之外，计算机在每一个仿真步中的任务有：读入VR设备传感器的数据；调用仿真任务；根据输入更新场景中的仿真对象；调用仿真事件、虚拟物体执行仿真任务；虚拟物体沿路径前进一步；进行物体的渲染。如果使用虚拟装配系统进行复杂机械产品的虚拟装配，系统一方面要进行复杂零部件的渲染；另一方面在装配过程中还需要进行碰撞检测和干涉检查；另外，通常在VR系统中包含有数据手套、头盔和跟踪定位装置等硬件设备，而系统在每一帧都需要采集这些设备传感器的数据，这些操作都需要消耗大量的处理器资源。     

Z箍缩动态黑腔中泡沫柱的装配精度和误差源分析北大核心CSCD

为了提高Z箍缩动态黑腔中低密度泡沫柱的装配精度,基于辅助移动平台和视觉识别工艺的基础上,对低密度泡沫柱装配的误差源进行了分析与建模。建立设计、加工和装配误差源传递模型和低密度泡沫柱装配同轴度及轴向夹角精度预测模型,获得各误差源对低密度泡沫柱装配精度的影响大小和规律。最后采用某负载进行了模型的有效性验证,当泡沫柱粘接随机位置误差较小时,同轴误差预测值与实测值偏差为0.01-0.03mm,轴向夹角预测值与实测值偏差为0.05°-0.34°。实践表明,该方法可为低密度泡沫柱装配精度的预测和误差源控制提供一定的理论支撑。