基于激光散斑成像的零件表面粗糙度建模

表面粗糙度是衡量机械表面加工水平的重要参数. 通过构建一套激光散斑成像采集系统, 获取了不同表面加工类型和不同粗糙度值的零件表面激光散斑图像. 应用Tamura纹理特征理论提取图像的纹理粗糙度、对比度、方向度特征, 并分析了这三个特征与表面粗糙度的关系. 发现了纹理粗糙度特征与表面粗糙度的单调关系, 推导出平磨、外磨、研磨三种表面加工工艺的粗糙度值与图像纹理粗糙度特征的数学函数关系, 实现了表面粗糙度的测量. 同时, 利用Tamura纹理特征与加工工艺的依赖关系, 建立了基于贝叶斯网络的工艺识别推理模型, 推理出了零件表面加工工艺. 通过为多种加工类型表面建立粗糙度测量模型, 为粗糙度测量提供了新思路. 实验证明所提的粗糙度测量模型能以较高的准确率识别出零件表面加工类型并测量出其表面粗糙度值.     

两个磷光铱配合物的合成和性质研究

由于具有P=O键,二（二苯基膦酰）胺（tetraphenylimidodiphosphinateacid,Htpip）作为辅助配体引入Ir（Ⅲ）配合物中,可以提高配合物的电子迁移率和器件的效率。采用氟取代的2-（4-氟苯基）吡啶（F₄-ppy）为主配体、以Htpip和三氟甲基取代的Htfmtpip为辅助配体合成了2个铱配合物Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）。晶体结构中Ir原子的配位几何构型均为八面体构型,Ir（F₄-ppy）₂（tpip）属于正交晶系Pbca空间群,而Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）属于单斜晶系P2₁/c空间群。配合物都具有较好的热稳定性,Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的初始分解温度分别为385和395℃。配合物Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的氧化和还原峰较配合物Ir（F₄-ppy）₂（tpip）分别向正电压移动了大约0.134和0.12V,相应的HOMO和LUMO能级分别降低了0.14和0.43eV。在室温、1×10^-5mol·L^-1的CH₂Cl₂溶液中Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的最大磷光发射峰分别位于492和495nm,量子效率分别为9.2%和16.4%。结果表明在辅助配体上引入4个三氟甲基后不仅可以提高配合物的热稳定性和电化学稳定性,并且可以调控配合物的HOMO/LUMO能级和发光效率。     

含空穴传输基团三联吡啶(2,2′:6′,2″-terpyridine)衍生物铕配合物的合成及发光性能研究

以2,2′∶6′,2″-三联吡啶(L1)为基础,通过引入不同的空穴传输基团合成了4′-咔唑基-2,2′∶6′,2″-三联吡啶(L2),4′-二苯基胺基-2,2′∶6′,2″-三联吡啶(L3),4′-二(4-叔丁基苯基)胺基-2,2′∶6′,2″-三联吡啶(L4),4′-(N-苯基-1-萘基)胺基-2,2′∶6′,2″-三联吡啶(L5),4′-(N-苯基-2-萘基)胺基-2,2′∶6′,2″-三联吡啶(L6)5个N,N,N-三齿中性配体,然后以三氟乙酰噻吩丙酮(HTTA)作为第一配体合成了6种铕配合物。在369~373 nm激发条件下,配合物都表现出铕离子5D0-7FJ(J=0,1,2,3,4)的特征发射。引入不同的空穴传输基团后,在铕离子的周围形成了"光吸收天线"(light-harvesting antenna),不仅扩大了配合物吸收光能的范围、增强了配合物的吸收强度,而且提高了配合物的光致发光性能。其中含有咔唑基团的配合物具有最强的发光强度和最长的激发态寿命。     

基于无芯光纤的多参数测量传感器

设计并制作了一种基于单模-无芯-单模-无芯-单模光纤结构的马赫-曾德尔传感器,可用来同时测量折射率和温度.该传感器中,两处无芯光纤充当输入、输出耦合器,中间单模光纤作为传感臂.利用有限元仿真和理论分析,确定耦合器和传感臂的最优长度为15 mm.在无芯光纤中激发出的高阶模进入单模光纤的包层传输,由于倏逝场的作用,受到环境折射率和温度的影响.选取透射谱不同干涉级次的波谷作为研究对象,实现了折射率和温度的同步测量.实验结果表明:1545 nm附近干涉谷的折射率和温度灵敏度分别为–153.89 nm/RIU(refractive index unit)和0.166 nm/℃;1570 nm附近干涉谷的折射率和温度灵敏度分别为–202.74 nm/RIU和0.183 nm/℃.该传感器在实现折射率和温度同步测量的同时,仍能保持较高灵敏度,在生物医疗等方面有着较好的应用前景.     

莫尔测量法中相位物体位置对结果的影响研究北大核心CSCD

莫尔测量法被广泛用于各类流场的结构显示和关键参量测量中,关于相位物体在光路中的放置位置已有不同的报道,针对该问题进行了理论和实验研究。理论分析表明,当相位物体放置于2个光栅前时,偏移量和相位主要取决于2个光栅之间的距离,偏折角取决于相位物体引起的相位扰动与2个光栅之间的间距的比值;而当相位物体放置于2个光栅之间时,偏移量和相位主要取决于相位物体到后面一个光栅之间的距离,偏折角则取决于相位物体引起的相位扰动与其到后面一个光栅之间的距离的比值。为了验证理论结果的正确性和合理性,实验中选取燃烧蜡烛火焰作为对象,对比发现在两种情况下,只要相应的距离选取适当,则相位物体的位置并不影响实验中重建的相位和偏折角等结果。相关研究成果可为莫尔测量法更好地用于各类流场的检测提供一定的参考。     

The syntheses,crystal, molecular and electronic structures of two polymorphs of [ReCl2(N2COPh)(C3N2H4)(PPh3)2] and [ReCl2(N2COPh)(py)(PPh3)2] complexes

The [ReCl₂(η²-N₂COPh–N^′,O)(PPh₃)₂] complex reacts with pyridine and pyrazole to give [ReCl₂(N₂COPh)(py)(PPh₃)₂] and [ReCl₂(N₂COPh)(C₃N₂H₄)(PPh₃)₂], respectively. Two monoclinic polymers of [ReCl₂(N₂COPh)(C₃N₂H₄)(PPh₃)₂] and [ReCl₂(N₂COPh)(py)(PPh₃)₂] have been characterized by IR, UV–Vis, ¹H NMR, magnetic measurements and X-ray structure.     

Buckling of steel bars with Lüders bands

Experiments and simulations are presented for the study of interaction between material and structural instabilities that occur in mild steel bars under axial compression. The material instability consists of Lüders bands that nucleate and propagate along the specimens. The structural instability involves lateral deflections of the bar leading to collapse. The study includes an investigation of bars of several different lengths. The mechanical response in the experiments were monitored through measurements of axial load, axial and midspan lateral displacements, and full field imaging of a brittle coating showing the Lüders deformation. Interesting interactions exist between the localized deformation due to the material-level instabilities and the global collapse of the bars. Finite element simulations, using a constitutive model with a nonmonotonic stress–strain behavior, showed good agreement with the experiments and helped to explain the variety of collapse modes seen in the experiments. The symmetry of imperfections and/or loading misalignments have dramatic effects on the evolution of Lüders deformation and the eventual collapse mode. Certain imperfections lead to deformation modes that delay structural collapse.     

磁致伸缩/压电层叠复合材料磁电效应分析

采用有限元分析软件COMSOL5.0建立了三维悬臂梁模型,分析了磁致伸缩/压电/磁致伸缩叠层复合材料的磁电系数α_(ME),并就几何参数对复合结构磁电系数的影响进行了优化分析.首先,利用稳态求解器研究了磁电层状复合结构内部的应力、应变、位移以及电势分布情况,利用瞬态求解分析了磁电复合结构各变量动态分布规律;其次,应用小信号频域分析研究了该结构的谐振频率以及在不同偏置磁场对输出电压的影响,结果表明,随着直流偏置磁场的增加,输出电压逐渐减小.改变复合材料不同层的厚度,分析了磁电层与压电层厚度比t_m/t_p对磁电系数的影响,结果表明,随着厚度比增加,α_(ME)逐渐增大,其增加速率逐渐减小;最后,分析了磁电系数α_(ME)随复合结构面积、长宽比的变化情况.分析表明,α_(ME)随磁电复合结构面积的增加逐渐增加,其增加速率逐渐减小;当磁电复合结构面积恒定时,其磁电系数随长宽比L/W增加表现出先增加后减小的趋势,存在最优值.     

便携式非分光红外SF6气体检测方法研究

为了满足电力系统中对SF₆气体精确测量的需求, 基于非分光红外差分检测原理, 设计了一种便携式的SF₆气体传感器。系统采用单光束双波长结构, 对直射式和梯形反射式气室进行光学仿真, 最终确定了气室类型, 提高了系统的紧凑性和灵敏度。在电路方面设计了一种小信号放大滤波电路, 有效地将有用信号从噪声中提取出来; 传感器采用高精度高性能模数转换器将模拟电信号转换为数字信号送入单片机处理, 大大提高了检测精度。实验结果表明, 该传感器能够准确检测体积分数为0~2×10-3范围内的SF₆气体, 满量程精度可达4.2%。     

电场作用下溴甲烷的光谱和解离特性

采用了密度泛函理论（density functional theory,DFT）,在6-311++G（d,p）基组水平上使用B3LYP方法研究外电场（0-0.05a.u.）对于溴甲烷分子的键长、能隙及解离势能面的影响.结果表明：外加电场的方向和大小对于分子结构和解离势能面均有显著的影响.随着负向外电场（Br-C键方向）从0增加到0.05a.u.,C-Br键的键长先减小后增大,C-H键的键长逐渐增加,分子能隙E_G逐渐减小,C-Br键的str振动频率逐渐增加而IR振动频率逐渐减小.进一步计算发现：随着正向外电场（C-Br键方向）从0增加到0.03a.u.,溴甲烷分子的势能曲线有所降低,解离势垒逐渐减小.因此,可以通过外电场来控制CH₃Br分子的降解.