基于双远心光学系统的高精度外螺纹测量方法研究

针对井下爆炸装置主体密封螺纹的大径、中径、小径、螺距等参数的测量问题，为了提高螺纹测量自动化程度，在主体结构特点基础上研究了其外螺纹机器视觉测量方法。为了提高测量精度，设计了基于双远心光学系统的外螺纹机器视觉测量系统。研究了螺纹图像区域提取方法、快速特征点提取方法、参数计算方法等。在所搭建平台上，对所提出方法进行实验分析。实验结果表明，被测螺纹导程为3 980.8 m，大径为65 435.6 m，螺纹小径为60 669.4 m，测量牙型高为2 383.1 m，满足4级螺纹精度要求，证明了该方法的正确性和可行性。     

高温导热油热载体螺纹管传热和压降特性的实验与数值模拟

对高温导热油在螺纹管内流动和传热进行实验研究,结果表明:在层流区,螺纹管沿程阻力系数是相应光管的1.8~3.0倍,Nu数是相应光管的2.8~4.6倍。在湍流区,螺纹管沿程阻力系数是相应光管的3~4倍,Nu数是相应光管的1.8~3.8倍。应用FLUENT对螺纹管和光管进行三维数值模拟,结果表明在螺纹管流场的背流面存在回流区。与光管相比,螺纹管局部协同角的变化范围更大,且在凹槽左右的位置局部协同角接近90°,远离凹槽位置,局部协同角较光管有明显下降。     

三维量子点的三电子系统

由量子力学对称性研究了三维量子点三电子系统的结构，指出了存在“幻数”的可能性，并与二维量子点三电子系统的“幻数”特征作了比较．在有效质量近似下，计算了抛物阱（?ω₀=2meV）三电子系统的能谱．结果表明在三维三电子量子点中存在“幻数”的迹象，但很少．理论分析和计算结果都表明三维量子点三电子系统的基态是1^-态 关键词：     

机器视觉螺纹螺距的测量与评定北大核心CSCD

为实现螺纹螺距的高效测量与合理评定,在分析现有机器视觉螺纹螺距测量方法的基础上,提出了一种基于面积法求解螺纹螺距的测量与评定方法。首先对螺纹图像进行旋转矫正,然后以螺纹轴截面上牙廓区域投影面积等几何关系,获取螺纹中径点,再使用最小二乘法拟合中径线,最后结合包容原则获得被测螺纹螺距。以螺纹塞规为对象进行对比实验,数据表明:面积法与接触式综合测量仪、工具显微镜所测螺距平均值相当,标准差0.9μm略大于综合测量仪所测螺距的标准差0.6μm,但远小于工具显微镜所测螺距的标准差9.6μm;测量效率上面积法是综合测量仪的1.9倍,是工具显微镜的2.5倍。     

复杂轮廓表面激光检测及三维重构技术的研究

基于零件实物样件的几何模型反求技术已成为CAD/CAM领域中的研究热点之一。以航空航天用MJ螺纹为对象 ,对逆向工程中的两大关键技术———表面数字化及三维重构技术进行了分析和研究。提出了用一种新型激光光纤传感器实现复杂轮廓表面的非接触数字化检测方法 ,描述了测量原理。通过二维截面轮廓图重构三维面型 ,初步的实验结果验证了此方法的有效性和实用性     

内螺纹管管型结构对管内流动阻力特性的影响

对不同结构的内螺纹管内空气-水两相流动的阻力特性进行了实验研究,从实验方面得出了影响内螺纹管阻力特性的主要几何参数(螺纹高度,螺纹升角,螺纹宽度等)对内螺纹管阻力特性的影响规律。结合实验现象,引入了研究内螺纹管阻力特性的并联管路模型,最终得出适用于不同结构内螺纹管的阻力特性半理论经验公式。通过该公式可以较好地反映出各个几何参数对内螺纹管阻力特性的影响规律。     

刻螺纹对Nd：YAG晶体棒输出功率影响的实验研究

针对Nd：YAG棒刻螺纹是否能改善激光器的输出，理论上分析了Nd：YAG晶体棒内热传导过程及影响其冷却效果的因素。给出了表面刻上螺纹后，Nd：YAG晶体棒表面积的变化结果和其对表面冷却换热方式的改变。对使用螺纹棒的激光器输出进行了实验研究，与普通棒的实验结果对比发现：用螺纹棒比用普通棒时平均功率大了23．2％，发散角小了3mrad。说明激光棒的表面刻槽可以提高冷却效果，有效地提高了激光器的输出。     

螺纹管内污垢热阻的对比实验研究

本文对一冷却塔中的7根螺纹管进行了长时间污垢实验研究.螺纹管几何参数范围:螺纹数18～45,螺纹角25°～45°,螺纹高0.33～0.55 mm.污垢是颗粒污垢和析晶污垢的混合物.本文基于普朗特类比,引入修正因子β(β=(A_w/A_(wp))/(A_c/A_(cp)),A_w为润湿面积,A_c为截面积,下标p表示光管),对半经验污垢预测模型进行修正,证明了螺纹管内参数对污垢热阻的形成影响很大,并建立了不同结构参数的螺纹管的统一结垢模型,对工程实际有一定指导意义.     

三维光子晶体典型结构完全禁带的最佳参数理论分析

基于平面波展开法，理论分析了晶格结构、填充率、介电常数比等因素对fcc，diamond，woodpile三种三维光子晶体典型结构完全禁带的影响.三种结构中，fcc结构由于高对称性导致的能级简并，只适用于密堆积排列的反蛋白石结构；diamond结构非常容易产生高带隙率的完全禁带，并且可以通过调节多项参数得到所需的完全禁带；woodpile结构参数调节范围比较宽，为实验制备带来方便.对于不同的三维光子晶体结构，随着介电常数比的增大，完全禁带的宽度和带隙率也会随着增大.还发现了一些以前未引起注意的现象. 关键词： 三维光子晶体 完全禁带 介电常数比 带隙率 平面波展开法     

快速三维扫描系统的研究

分析了三维扫描系统存在的问题及原因,提出了基于DSP的快速图象采集及处理系统的结构,这种主从式结构大大提高了三维扫描的速度,显著的改进了三维扫描系统的性能。     

机器视觉螺纹图像评价方法北大核心CSCD

为了提高机器视觉螺纹的测量精度,建立了基于螺纹图像质量的评价方法。通过对螺纹灰度图像的行灰度分布情况和螺纹光学成像特点的分析,揭示出由于螺旋升角造成螺纹图像牙廓边缘失真的机理。在分析多种螺纹图像评价方法性能的基础上,采用基于螺纹边缘的评价算法L-yakuo,计算多幅不同物距螺纹图像的评价值。最后,通过对机器视觉求取的M14×2、M20×2.5牙型角和接触测量仪得到的牙型角进行实验对比分析。实验结果表明:采用L-yakuo算法得到最清晰的牙廓图像后再进行机器视觉螺纹牙型角求取,规格M14×2、M20×2.5的螺纹牙型角精度平均提高9′33′′。借助L-yakuo算法能够灵敏地反映螺纹牙廓清晰度,基本满足了螺纹图像清晰度的评价需求,评价值的变化和牙型角相对误差的变化基本一致,且该评价值具有精度高、易计算的特点。     

非接触检测中螺纹图像牙型边界修正研究

利用图像的非接触检测螺纹是一种高效的检测方法。检测中,精准的获取到螺纹图像的牙型边界是检测的关键,而现有的图像处理技术并不能消除由于螺纹旋线对螺纹图像的影响。针对螺纹图像中牙型边界被遮挡的问题,从圆锥螺纹的几何空间关系分析图像产生误差的原因,建立圆锥螺纹数学模型,得到误差的方程。最后再设计了图像检测系统,根据误差方程修正螺纹图像、提取参数,经验证,此方法可以提高螺纹的检测精度,且通用在圆锥螺纹与圆柱螺纹中。     

水泵进水池内紊流及涡旋的数值模拟

本文对水泵进水池内三维紊流及涡旋进行数值模拟。文中基于雷诺平均的Ｎ－Ｓ方程和к－ε紊流模型，在具有交错网格系统的贴体座标系中（１），采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法计算三维素流，得出了流速场和压力场的分布。进一步预测了涡旋发生的位置并分析其结构，这对研究、改进水泵进水池的结构，避免涡旋发生，提高效率具有重要的实际意义。     

氮化硅片上光栅耦合器的优化和实验

在785 nm激励的拉曼片上传感器结构中，氮化硅片上光栅耦合器的性能直接关系到激励光的耦合效果。首先建立了光栅耦合器的二维、三维结构模型，采用时域有限差分（FDTD）仿真软件对光栅耦合器进行数值分析。以耦合效率为主要性能指标，分析了光源入射角度、光栅常数、光栅高度、填充因子和光栅刻蚀深度各参数的影响。采用电子束光刻法制备了光栅耦合器。最后，对三维全刻蚀聚焦波导光栅耦合器进行了测试。结果表明，二维波导光栅耦合器的性能最好，其耦合效率可达39.64%，三维全刻蚀聚焦波导光栅耦合器在实际测试中的耦合效率能达19.91%。光栅耦合器能有效将光耦合进波导中，在波导传感中具有潜在的应用。     

BGK方法在三维非结构网格上的初步应用

将BGK计算方法从二维拓展到三维并且应用于三维非结构网格,具有重要的理论价值和实用价值.采用旋转局部座标的方法,发展了一种针对三维非结构网格的BGK计算方法.在计算过程中,将最小二乘法应用于三维非结构网格的导数计算.对三维激波管和三维欠膨胀垂直冲击射流等两个算例进行了细致分析.这两个算例的计算结果表明,该方法在三维非结构网格上的初步应用是成功的 关键词： 气动BGK方法 三维 非结构网格     

六方氮化硼的振动光谱与立方氮化硼的合成

 以X射线衍射分析作参比，分析了高度三维有序到近乱层结构的9种六方氮化硼的红外和拉曼光谱，并进行了立方氮化硼的高温高压合成。光谱分析表明，随着晶性的降低，六方氮化硼的低频红外吸收峰的位置及拉曼谱线等基本振动光谱发生明显的特征性的变化，并伴随出现各自不同的次级光谱结构。合成结果表明，在触媒作用下，立方氮化硼的形成需要六方氮化硼原料有一定的结晶度，但立方氮化硼合成效果与六方氮化硼结晶度并非是简单的单调关系。对振动光谱和合成试验的结果进行了讨论。     

列管式换热器强化传热研究及发展

简述了列管式换热器强化传热技术的进展及发展方向,管程强化传热采用螺纹管、横纹管、波纹管、缩放管、管内插入物、三维内肋管、翘片管等传热元件,壳程强化传热采用板式支撑、折流插式支撑、空心环支撑、管子自支撑等管束支撑结构。指出了列管式换热器研究中存在的不足。指出了今后的发展方向,为列管式换热器的研究和应用提供理论参考。     

142.8MHz次谐波聚束腔的结构优化设计

 使用二维有限差分法分析软件Superfish和三维有限积分法分析软件MAFIA，对142.8MHz次谐波聚束腔的结构进行了模拟和优化研究，给出了聚束腔结构优化设计的步骤和方法，确定了优化后聚束腔的基本结构。分析比较了Superfish和MAFIA两个软件的模拟优化结果，得出了基本一致的结论。还探讨了Superfish和MAFIA在聚束腔设计中的应用方法。     

分层介质中面波的能量分布

在三维情况下研究了分层介质中Rayleigh和Love面波的能量分布问题，分析了多层介质中柱面面波的能量传播特性．面波是声源与介质分界面相互作用的结果，其能流密度随深度增加很快衰减，但在一定深度处出现极大和极小值．通过数值分析发现只有当径向距离较大时，面波能量传播的速度才等于其群速度．文中还考查了频率、深度、介质层状结构等参数对能量分布的影响．     

六孔物镜转换器的结构设计

为保证物镜转换器的对中精度在0．01mm以下,给物镜各放大倍率的互换带来更大的活动空间,设计了应用于高级显微镜上的六孔物镜转换器结构。转动板转轴结构借助了半运动学式圆柱形轴系理论,采用有限单元法对转动板和固定板的连接螺纹牙进行应力和应变分析,保证了转轴的回转角误差单边小于1′;通过减小物镜螺纹孔轴与转动板转轴之间的夹角及物镜在转换器上安装位置的分布圆半径,提高了对中精度。设计的六孔物镜转换器结构,为六孔物镜转换器的制造奠定了基础,对七孔物镜转换器的研发具有参考作用。