一种居里点发动机的设计及其动力学研究

居里点发动机是基于磁性材料相变制成的能量转化器件。本文设计并搭建了一种转动式的居里点发动机并对其动力学行为进行了研究。在给定外磁场中,当本来处于受力平衡的磁性材料(如镍)被加热至其居里点附近时,材料的磁性变化将导致其获得力矩转动起来。本文首先根据镍在加热情况下的磁性变化,对不同种类的镍盘的运动进行了理论分析。进而利用自主搭建的居里点发动机进行实验,验证了理论的预测。经过对所观测到居里点发动机运动规律的总结,给出了使发动机转动更稳定的优化设计方案。     

探测器着陆小天体的自主光学导航研究

提出了一种用于探测器着陆小天体的自主光学导航方案.该方案利用探测器上的光学导航相机和激光测距仪,分别测量三个预先选定特征点的图像坐标和探测器到特征点的距离,由此得出探测器的相对位置,并利用广义卡尔曼滤波实时确定探测器的轨道.最后,通过数学仿真验证了这种自主光学导航方案的可行性,并在敏感器测量精度一定的情况下,通过仿真分析了小天体模型误差对导航精度的影响.     

柱式平板声子晶体点缺陷模式研究

柱式平板声子晶体结构有利于实现质量加载和液相检测,该文提出并制备一种柱式平板声子晶体点缺陷。采用有限元法进行禁带计算分析,仿真出该声子晶体点缺陷模式的振型。采用微机电系统(MEMS)工艺制备出硅基AlN声波传感器,通过电极构型的模式选择对选定点缺陷模式的性能进行了测试分析。结果表明,通过合理设计激励电极可获得较高频率声子晶体点缺陷模式。实验中选择激发的模式频率为7.732 MHz,其对应空气中品质因数Q=700,这为实现液相检测提供了理论基础和实验依据。     

基于TRIZ理论解决小模数齿面激光熔覆缺陷的技术研究

针对小模数齿轮齿面进行激光熔覆修复时容易出现熔覆缺陷、影响修复质量的问题，通过采用TRIZ理论中的冲突解决原理，对小模数齿轮激光加工的设备及工艺制备流程进行归纳分析，得到对应的创新工艺方法和优化路线。通过评估模型选择最佳的创新原理，最终采用物理矛盾的解决思路，将光束能量进行有效分配，将原有的单道光束改为多道光束，针对不同部位施加不同能量密度的光束，有效改善高斯光源特性。通过单一变量法试验验证得到，在双道直径1 mm光斑下的激光熔覆涂层中晶状奥氏体析出较少，粒状渗碳体析出较多，涂层的硬度和耐磨性比单道激光熔覆更高，齿面具有更高的抗胶合、抗点蚀和抗磨损能力，满足修复后齿轮齿面工艺强度要求。