光纤Bragg光栅倾角传感器的标定与不确定度分析

实现光纤Bragg光栅倾角传感器的静态的测试和性能分析。设计了一种量程为5°的倾角传感器标定装置,对其进行校准实验。通过对光纤光栅解调仪的中心波长差和标定装置产生的倾角值进行最小二乘法拟合,求出静态标定系数,并对倾角传感器标定装置的不同不确定度分量进行分析以求出合成不确定度。实验结果表明,光纤传感器的灵敏度为0.17343nm/(°),线性度为99.993%,重复性误差为0.0552%,标定装置的合成不确定度为8.606×10-2°。     

弧形折纸模式薄壁结构的压缩变形与能量吸收

选用PolyMax^TM PLA为试样材料,利用3D打印技术制备了弧形折纸薄壁管件。基于准静态轴向压缩实验,运用ABAQUS软件对弧形折纸薄壁管件轴向准静态压缩和冲击行为进行了有限元计算,探讨了其变形模式和能量吸收特性,分析了预折角和薄壁单胞管件阵列数量对其压溃模式及能量吸收的影响。有限元计算结果与实验结果吻合较好。薄壁管件的变形过程可分为4个阶段：初始压溃阶段、预折角塑性旋转阶段、腹板塑性屈曲阶段和完全压溃密实化阶段。弧形折痕的引入能够有效地降低薄壁管件在压缩过程中的初始压溃载荷峰值,减小冲击载荷的振荡幅值。对比了高度相等、质量近似相等的方管与弧形折纸薄壁管在不同冲击速度下的压缩变形与能量吸收。在准静态压缩作用下,对于单胞模型,仅有折痕倾角为70°的模型的比吸能优于方管;对于多胞管件阵列模型,方管的比吸能均优于折纸管。折纸管的压缩力效率和比总体效率均优于方管,其中折痕倾角为50°的模型的压缩力效率和比总体效率最高。在动态冲击压缩下,阵列方管的比吸能均优于阵列折纸管。当冲击速度为10 m/s时,折纸管的压缩力效率和比总体效率均优于方管,其中折痕倾角为50°的模型的压缩力效率和比总体效率最高。当冲击速度为20 m/s时,仅有折痕倾角为50°的模型的压缩力效率和比总体效率优于方管。

     

Si和GaAs衬底上的ZnTe、CdTe分子束外延材料的晶向倾角

本文采用X射线双晶衍射二次测量法对φ76mm Si(211)和GaAs(211)B衬底上生长的ZnTe和CdTe外延层的晶向倾角进行了测量,发现对于Si和GaAs衬底,外延层的[211]均绕外延层与衬底的[0-11]复合轴朝[111]倾斜,其晶向倾角与晶格失配呈线性关系;通过实际测量验证了在外延层探测到的[133]峰代表[211]关于[111]旋转180°的[255]孪晶向.     

基于高阶厄米高斯模倾角测量

本文主要对高阶厄米高斯模式的倾角测量进行了理论分析,提出了利用高阶厄米高斯模式可以进一步提高倾角测量的方案,并对不同模式进行倾角测量的精度进行了对比。计算结果表明,采用的模式的阶数越高,倾角测量的精度越高,这一结果为进一步提高倾角测量实验提供理论依据。     

微槽平板热管传热性能的实验研究

本文对内部蒸汽通道互相连通的微细矩形槽道结构的不锈钢-水、铜-水热管的传热性能,进行了较全面的实验研究。分析了热管充液率、工作温度、倾角、冷却方式等因素对热管传热性能的影响,得到微型热管的最佳充液率范围、当量导热系数和热管的传热能力。     

一种高灵敏度的新型光纤光栅倾角传感器

为实现结构的长期安全监测,设计了一种杠杆原理与摆锤结构相结合的光纤光栅倾角传感器,并在此基础上进行了理论分析、数值计算和传感器性能测试。对比分析了数值计算和实验结果,发现二者具有较好的一致性。为增大传感器的灵敏度,对传感器的尺寸参数进行了设计。考虑到光纤光栅与金属材料之间的锚固效率和传感器的制作工艺要求,综合给出了效果最佳的组合值。实验结果表明,所提光纤光栅倾角传感器的有效监测范围为-5°～5°,传感器的灵敏度为359.04 pm/(°),线性相关度可达0.999,测量重复性误差为3.433%。此外,所提光纤光栅倾角传感器降低了温度对角度测量的影响,适用于温度变化较大且精度要求较高的工作环境,有良好的应用前景。     

斜面摩擦与自锁现象

如图1所示，把质量为m的物体A铅直压在斜面上，慢慢增大斜面的倾角θ，当倾角增大到一定程度时，物体开始下滑，斜面上物体受力如图所示，除铅直压力F外，还有重力G，斜面的支持力N和摩擦力f．物体刚开始下滑时，静摩擦力最大为fmax=μ0N(μ0为斜面与物体的静摩擦因数)．     

一道经典竞赛题的简捷解法

有这样一道竞赛题：如图1所示，将一支正六棱柱形铅笔放在斜面上，斜面倾角α=40°，铅笔棱与水平方向成θ角，铅笔静止，试问：     

伺服加速度计用于倾角测量的抗振动实验研究

针对伺服加速度计在振动状态下倾角传感测量出现偏差的问题，采用了两种减振方案来减少这个测量偏差。实验研究表明，使用软性发泡材料减振是一种行之有效的方法。