平面三自由度并联机构逆动力学的模块化计算方法

应用模块化计算方法研究了平面三自由度并联机构的逆动力学,计算效率能够满足实时控制的要求.首先对平面三自由度并联机构进行了系统分类和描述,通过对各类支链的运动学及动力学逆解的分析,应用Newton-Euler法建立平面三自由度并联机构的逆动力学模型,提出了平面三自由度并联机构动力学逆解模块化计算软件的系统构架,结果表明该方法适用于各类平面三自由度并联机构的逆动力学自动建模和可重构设计,并给出了一台新型并联机床的分析实例.     

单分子器件与电极间耦合界面对电子传输的影响

利用自恰tight-binding 理论，对由phenalenyl分子构成的全对称三电极纳米单分子器件的电子传导特性进行了理论研究. 通过改变电极与分子界面上的耦合，得出了分子与原子线电极间耦合强度变化对电子传输的影响. 结果显示电子通过phenalenyl分子器件的概率随着分子与电极的耦合强度变弱而减小. 当耦合强度变大时，不仅电子通过phenalenyl分子器件的概率变大，而且在较宽的能带内电子都可以通过phenalenyl分子. 所得结果还揭示出在特定的能区，对称三电极phenalenyl分子可以构成一个无源正负能量开关器件的新特性.     

富勒烯C20分子器件的电子结构和传导特性

运用基于密度泛函理论和基于非平衡格林函数的第一性原理方法研究了富勒烯C20分子及连接电极构成的C20分子器件的电子结构及电子输运性质.构建了三个基于C20分子的嵌入K和Si原子的电子输运系统,并得到了电子透射谱和分子轨道分布.分析了三种器件的电子结构和输运性质的产生原因,说明C20分子器件的电子传导主要集中在外壳.在C20分子空笼中嵌入K和Si原子后,其电子输运仍然主要集中于富勒烯C20的外壳.     

C60分子的电子传导和量子流分布研究

利用基于Green's function的tight-binding方法,对由两条原子线电极连接C60分子远端构成的电子传导系统进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过C60分子传输到远端点的电子传输谱.其结果揭示了电子传导过程中C60分子的开关特性,并且得出了电子传输能量与分子轨道共振时传输概率峰值的出现及振荡特征.利用Fisher-Lee关系式和量子流密度理论,在传输概率峰值的能量点E=-1.38eV处获得了C60分子内的量子流分布,给出了键量子流的最大值和最小值.对全部分子键上的量子流数值进行了图形模拟,其结果符合量子流动量守恒定律.     

Pyrene分子(小片石墨晶体)的电子传导特性

利用量子理论中基于Green函数的tight-binding方法,对pyrene分子的电子传导和电子流分布进行了理论研究。在考虑到界面耦合和Hopping积分的情况下,得出了电子透射谱和流分布的模拟结果。结果显示透射与电子的能量紧密相关;谱的振荡特征是能级量子化的结果;流分布有着特定的方向,并且在每一个原子点上符合Kirchhoff量子流守恒定律。另外还发现了桥接pyrene分子的正负能开关特性。     

纳米三苯环分子带不对称电子传导特性

利用基于Green Function的Tight-binding方法,对由三个苯分子环耦合成的输入与输出电极不对称纳米分子带进行了理论研究.通过数值计算,得出了入射电子通过分子带传输到不对称端点的电子传输谱.利用Fisher-Lee 关系式和量子流密度理论,在传输峰值的六个能量点E=±0.45eV、E=±1.06eV和E=±1.46eV处,分别计算了分子带内的电子流分布,并且给出了分子带内电子流分布的模拟结果.对电子通过分子带的传输特性和键电子流生成的物理原因给出了合理的解释.     

高速旋转卡盘及工件刚度对动态夹紧力的影响

为解决高速车削对工件夹紧系统要求越来越高的问题,采用理论分析、有限元计算和实验研究相结合的方法定量分析了高速旋转卡盘和工件刚度对动态夹紧力的影响规律。研究表明:并非100%的卡爪离心力转化为卡盘的动态夹紧力损失,工件刚度越低,动态夹紧力损失越小。卡盘通过其径向刚度和弯曲刚度综合影响动态夹紧力变化,高的卡盘单元径向刚度对降低动态夹紧力损失有利;在工件刚度较大时,采用较低的卡盘弯曲刚度有助于降低动态夹紧力损失。该文的计算模型具有较高的精度,对提高高速车削过程的安全性并充分发挥卡盘的高速潜能以及高速卡盘的优化设计与应用具有重要意义。     

超精密运动平台隔振系统性能分析与实验研究

分析了极微细电火花加工的三维超精密运动平行隔振系统的组成及工作原理,指出了运动平台隔振保障技术是能否达到微加工精度的重要因素;对一级主动隔振的上平台和二级隔振,采用ANSYS软件进行了模态分析和研究,同时采用激振实验与ANSYS分析进行比较．结果表明二者具有较好的一致性,从而得出二级隔振的振动特性。通过实际的隔振效果测试,得出此二级隔振系统进一步提高了隔振效果,为三维运动平台达到高精度提供了保证。     

C50富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

本文构建了Au原子面为电极的富勒烯C50分子的电子输运模型, 使用非平衡格林函数方法(Non-equilibrium Green's function, NEGF)对构建的Au电极和C50分子构成的分子器件进行了电子传输性质的计算. 通过计算得出了电子透射谱、电导曲线和电流电压曲线, 分析了产生这个分子器件电子输运性质的原因. 研究计算结果发现：C50分子具有量子器件的开关特性,并具有明显的半导体特征.     

并二苯环纳米分子桥的电子传导特性

利用基于GreenFunction的Tight binding方法,对由平面苯分子环耦合成的二端子纳米分子桥进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过纳米分子桥传输到不对称端点的电子传输概率,揭示出传导电子与分子轨道共振时传输峰值的出现和电子传输振荡的物理机制.利用Fisher Lee关系式和电子流密度理论,在传输概率出现峰值的四个能量点E=±0.68和E=±1.38处计算了分子桥内的电子流分布,给出了这些能量点处环电流生成的物理解释和键电流的最大值,并且给出了分子内电流分布的图形模拟结果.