工程——工程学科研究进展

本年度进行的工程设计是为保证产品在加工、装配、试验过程中能满足设计要求而进行的辅助产品的设计。开展了微细深孔钻削装置设计、装配装置设计、真空系统改进设计及振动试验夹具设计等，这些辅助产品对保证产品质量，按时地完成生产任务起到了重要作用。     

工序图CAD系统设计

在计算机辅助工艺设计中，工序图的设计是工艺设计的一个重要组成部分，是否有一个好的工序图的设计环境，直接影响到CAPP系统能否广泛应用。我所CAPP系统已正式应用于科研生产中。该CAPP系统的工序图设计是在AutoCAD下绘制的，在试运行中发现，工序图的绘制还比较繁琐，究其原因有：（1）到现在为止还没有一种商业化的专用工序图设计软件；（2）工艺工序图设计中有一些专用特殊符号（如定位符号、夹紧符号及焊接符号等）特殊的线型以及一些专用的标注符号等，这些符号如让工艺人员在通用的CAD软件中绘制既费时又不规范；（3）由于工序图只是一个示意图，很多图形是可用以前绘制的或别人已绘制好的相似的图形稍作修改即可，然而在全所范围内没有一个集中统一管理的工序图图库以供所有的工艺人员实现资源共享，各自为政，重复劳动较多。为了解决这一问题，需开发一个适合CAPP中工序图设计的专用工序图CAD系统。     

基于实体模型的计算机辅助夹具设计

随着CAD／CAPP／CAM技术的发展，计算机辅助夹具设计一方面克服了传统夹具设计的缺点，减少了设计人员的劳动强度，提高了夹具设计的质量；另一方面以计算机辅助夹具设计为基础的夹具信息系统也构成了CIMS中信息继承的一个重要环节。夹具CAD系统是面向夹具设计人员的参数化信息管理系统，它融数据库操作系统和参数化图形系统于一体。     

Ф25mm小尺寸缩比钻地弹的实验

作者以前的研究已给出了较完整的钻地弹结构及相关实验靶体的设计理论。为进一步验证和校核该设计理论，开展了Ф25mm火炮小尺寸缩比弹实验研究。实验目的在于重点考察侵彻后弹体的结构是否完整及其侵彻能力。     

钻地弹的力学设计

对于单纯动能侵彻的钻地弹，存在侵彻深度上限。在战术技术指标一定的前提条件下，弹体结构的优化可实现最大侵深，其中弹体结构的力学设计尤为重要，如弹形、弹材、质量比、长径比等。又因为弹体常为细长中空结构，其抗弯能力和各截断体的连接（包括连接位置和方式等）对其在斜撞击中过靶结构完整性有决定作用。为此，结合作者先前关于穿甲／侵彻的理论工作，开展钻地弹弹体设计的力学分析。     

模拟钻地弹的设计与实验研究

 对钻地弹的弹体材料、弹体参数、气动性能、侵彻过载和侵彻深度等问题进行了研究。在此基础上，设计了模拟钻地弹，并进行了外场试验，试验取得了成功，且得到一些有益的结论。     

棱镜夹具设计

阐述了夹具设计的意义和加工方法的选择原则。介绍了夹具上盘的加工方法和对夹具设计的要求 ,并通过对半五角棱镜和斯米特屋脊棱镜的夹具设计实例 ,讨论了一般夹具的设计思想、依据和步聚     

幅度可控的六自由度浮动装配台设计

为了解决在狭窄、深长，且处于目视盲区的装配空间内反应罐精密止口的对接装配难题，设计了幅度可控的六自由度浮动装配台，可在狭长盲视空间中以手动和自适应方式实现精密止口柔顺对接装配。     

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。     

基于特征工艺的机床夹具CAD系统

采用基于特征技术的实现支持整个工艺设计过程的计算机辅助夹具设计系统的研究已成为该技术领域研究的热点问题之一，是实现工艺装备设计自动化的重要方法和手段。机床夹具CAD系统是面向夹具设计人员的参数化图形信息管理系统，它融程序库和参数化图形系统于—体。采用基于特征技术实现支持整个工艺设计过程的计算机辅助夹具设计系统，是实现工艺装备设计自动化的重要方法和手段。     

夹具动态特性对随机振动试验的影响分析

在振动环境试验中，夹具将振动台的运动和能量传递给试件。对于体积、质量比较大的试件，或者要求的边界条件比较复杂的试件，所设计的夹具结构一般都比较复杂，夹具作为一个重要参试部件，其自身的动力学特性将对试验结果造成一定的影响。本文将试件一夹具一振动台系统简化成如图1所示的三自由度系统，     

振动夹具-圆筒组合结构动态特性试验

夹具设计环节在环境试验过程中非常关键，夹具设计好坏直接影响夹具的传递特性和模态参数。用试验模态分析方法对振动夹具-圆筒组合结构进行动态特性分析，它为进一步优化振动夹具-圆筒组合结构以及提高夹具的动态性能，提供了一种有效的设计方法，同时为复杂夹具振动试验系统的理论模型修正提供分析依据。     

夹具动力学效应的工程分析

振动夹具附加约束的客观存在，使得在研究振动试验模拟的有效性时必须充分考虑夹具附加约束的动力学效应。通过边界的动力学设计，可以使得改变了边界的试验系统能够满足给定的动力学特性要求，但这种分析的工程应用需要依靠复杂的工程与工具。文中提出了利用二自由度模型评估夹具动力学效应的工程方法，并通过数字模拟进行了方法的验证。     

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。     

电动振动台模型分析与模型辨识

电动振动台作为振动环境试验的主设备，开展电动振动台建模和模型辨识研究，将有助于深入了解电动振动台系统的内部结构和工作原理，准确掌握其特性与性能；并将有利于更好地设计振动环境试验，维护设备；也是开展振动控制技术研究和振动试验仿真研究所必须的。我们首先分析了电动振动台的电力学模型，然后在建立电动振动台数学模型的基础上，采用了时域和频域两种辨识方式，通过试验和算法设计，针对振动台空台面及带滑台和带简单试件的3种情形下开展了辨识工作，结果表明辨识效果良好。     

球面零件钻孔专用夹具

在球面零件上钻孔，要保证每一个孔的中心线都指向球心。尤其是要求在球面上分布多孔时，工件在钻床上定位，有一定的难度。根据球面零件的结构特点，针对以上条件，设计如图1所示的钻床专用夹具。     

精密止口对接装配装置的设计

如图1所示，为某一实际产品的壳体与容器的止口对接装配示意图。壳体与容器上的φ150H8/f7内外止口为装配的定位面，壳体与容器之间通过6个螺栓进行紧固连接。在对接装配过程中不仅要求壳体与容器上的内外止口能够精确吻合，同时还要求壳体上的6个φ9光孔与容器端面上的6个M8螺纹孔能够两两配对对中。这就需要在对接装配的过程中能够实现对壳体或容器的六自由度位姿调节。     

应用于激光扫描投影仪器的动态聚焦技术研究

为了实现激光投影仪器或系统的自动聚焦，研究搭建了激光动态聚焦系统。该系统可依据背向反射光强信号的变化调节聚焦系统的镜组间距，使激光扫描投影系统能够在不同距离的投影面上聚焦出最小光斑，从而提高系统的定位精度。根据激光动态自聚焦系统的原理，设计了光学杠杆型和反远距型2种动态自聚焦方案，并推导出相应的数学模型；利用ZEMAX光学设计软件进行仿真实验，通过比较得出响应更加灵敏、结构更加合理的自聚焦系统；搭建新型自聚焦激光扫描投影系统对动态自聚焦性能进行了验证。实验结果表明:反远距型动态自聚焦系统更加合理，在4.5 m处的投影面上，汇聚光斑直径最优可达0.2 mm，可使激光扫描投影仪在进行辅助装配时的定位准确度提高至0.1 mm，能够达到先进制造装配工程中零部件的精准定位要求。     

光学透镜生产线的物流系统网络模式

透镜生产线各主要工序耗时组成一时间集合，通过对该集合进行［０，１］处理，确定了每一工序耗时的广义隶属度；再把［０，１］处理后毛坯制造、铣磨、上盘、精磨、抛光、清洗、定心磨边、镀膜及检验的操作时间作为广义多重有向模糊图中结点的存在度，把传输和物流信息控制时间作为模糊图中结点间的连接强度，建立了透镜生产线的物流系统网络模式，分析了网络结点间的相互流动，给出了广义模糊矩阵的特定形式，为光学透镜的生产提供了一种普遍意义下的直观描述方法。     

弯张换能器装配预应力及入水后的变化

精确控制施加于驱动元件上的预应力，对换能器的设计及其工作过程都有重要意义，特别对于稀土磁致伸缩换能器来说，有助于发挥其最大潜能.利用有限元方法，计算了VII型水声弯张换能器壳体给驱动元件施加一定预应力时，壳体所需的装配位移的大小，并通过实验作了验证；弯张换能器随入水深度的不同， 驱动元件两端所受到的总的预应力是不同的.利用有限元方法，计算了换能器入水深度与预应力的关系.本文方法可适合于其他任何类型的换能器. 关键词： 弯张换能器 装配位移 预应力 入水深度