高速低温动静结合型机械密封结构优化及运转试验

在分析高速涡轮泵轴端非接触动静结合型机械密封所处的高速、低温、高压力、低黏度介质润滑等极端工况基础上,发展了考虑密封副固体、被密封流体、弹性补偿支撑单元等在内的热、流、固、力耦合的密封综合性能求解模型。基于此模型,完成了对处在低温、低黏度润滑介质下的机械密封运转性能的分析及关键结构参数的优化,优化的目标为密封承受载荷力W和泄漏量Q为最大及液膜产生的功耗（或温升）较小。以优化后的密封样件开展了低温液氮模拟介质运转试验,考察优化后密封在低温条件下的快速启动特性和摩擦特性。结果表明:低温高速工况下的密封外人字槽和内螺旋槽组合结构的槽数为30、槽深为3μm为一类优化结果,低温运转试验表明正常工作时端面摩擦因数为0.14。      

一种局部自适应内窥镜图像降噪模型

在内窥镜图像处理中,如何消除图像中的噪声一直是个热点问题。由于图像二进小波变换在每次分解时不进行下抽样,所以其表示同小波级数相比是冗余的,且图像二进小波变换的部分系数扰动不会带来重构图像的严重失真。因此,在相同的误判概率下,二进小波变换的图像去噪效果会好于小波级数变换的图像去噪效果。基于这个思想,文章从二进小波理论入手,提出一种自适应二进小波去噪模型,简称ADWD。该方法利用图像信息、噪声信息与小波系数之间的关系,采用局部自适应的方法识别噪声像素,避免了直接确定噪声门限的困难。实验结果及分析表明该方法对Gaussian噪声和Pepper噪声均有较高的信噪比,且对图像的细节有较好的保持能力。     

伺服系统辨识的仿真与实现

介绍了一种机电伺服系统的辨识装置。针对一类伺服系统设计了完整的软硬件平台。阐述了相关辨识法与最小二乘法的基本原理以及其在伺服系统辨识中需要注意的相关环节。重点解决了应用M atlab系统辨识工具箱和其他仿真工具实现时的所有问题。将整个辨识工作模块化,从而得到一种简洁通用的软硬件辨识平台。并成功地应用COR-LS辨识方法得到了一个中功率伺服系统的传递函数。通过与实际系统模型的比较分析证明,该平台对于中功率伺服系统辨识结果非常令人满意。     

可展天线的柔性索网结构找形分析方法

给出了可展天线柔性索网结构形态分析的一种优化方法。在满足索网形面精度的条件下,用小三角形网格单元拟合反射面抛物曲面,生成索网结构的网格。以索网结构的网面精度为目标函数,以索网单元预张力值为设计变量,以索网松驰面积、强度和应力分布均匀性为约束条件,提出了基于遗传算法和有限元分析相结合的找形分析优化方法,将索网找形转变成一个带约束的最小化问题。对可展天线中常用的三种三向索网结构进行了找形分析,结果表明此优化找形方法是可行的,可应用于工程中其他索网结构的形态分析。     

舵机滚珠丝杠在内部热源作用下响应特性

舵机滚珠丝杠在运行过程中由于摩擦作用和电机运行产生的内部热源会导致其结构温度上升和变形，是影响滚珠丝杠副运行精度的因素之一。本文基于有限元理论建立舵机滚珠丝杠副模型，并通过在ANSYS Workbench中插入命令流的方式实现了在滚珠丝杠上施加移动摩擦热载荷，获得了滚珠丝杠副在内部热源作用下的温度、变形和应力响应特性。结果表明:滚珠丝杠轴向热流密度呈双峰趋势，且其高温区域主要集中在螺母行程范围内的中间区域;随着转速的增加，滚珠丝杠各处温度及其波动幅度加大;丝杠最大热应力位于与轴承配合的轴肩最外侧处。     

腿臂融合型在轨装配机器人运动建模与步态规划

针对目前机器人在轨装配存在的作业效率低、空间操作受限、环境感知不完全等问题，提出一种腿臂融合型在轨装配机器人。首先，使用D-H法建立了腿臂融合型装配机器人运动学模型，并对其单个腿部进行正逆运动学分析，得到单个腿各个关节角和足端之间的运动关系；其次，分析了腿臂融合型装配机器人的行走步态和装配步态，行走步态中分析了二步态和三步态，装配步态中分析了单臂装配和双臂装配，使机器人达到平稳的行走和装配；最后，基于ROS(robot operating system)搭建仿真平台并对行走步态进行了仿真验证，结果表明提出的方法能够有效用于该机器人的行走。     

铝金属基底月尘被动防护表面研究

月尘是探月任务中遇到的极大环境因素，对探月设备的粘附是影响其功能实现甚至重要部件失效的主要因素。月尘与铝金属基底粘附力可优化项为范德华力。针对以上理论结果，通过电化学刻蚀结合低表面能涂覆设计了一种月尘防护表面。通过控制防护表面制备过程中的时间和工艺得到不同粗糙度和表面能的防护样品，最终得出所制备样品的最优表面能为22.52mJ/m2，表面粗糙度为2.444μm。通过翻转测试得到翻转角度为60°时的月尘防护效率为58.41%。经测试，通过电化学刻蚀得出的样品，继续增加电化学刻蚀时间和电流，表面粗糙度继续增大，月尘容易卡在微结构中，并不能继续提高月尘防护效率。研究得出的月尘被动防护技术可以广泛应用于未来深空探测任务的部组件防护。针对不同的防护表面，后续可开展效果优良的防尘表面研究，本方法比主动月尘防护方法节省在轨电源损耗。     

反推力装置液压作动系统AMESim建模与仿真

根据飞机反推力装置液压作动系统的结构特点及工作原理，建立了其蜗轮蜗杆部件、丝杠螺母部件和作动筒的数学模型及系统的AMESim模型。针对某型反推作动系统进行了仿真，分析了其位移、同步性、受力变化规律；通过设置批参数运行的方式，初步分析了丝杠导程角、蜗轮蜗杆减速比和供油压力不足对作动系统性能的影响。仿真结果表明:所建模型能模拟作动系统的伸出和收回时的工作状态，为反推作动系统设计参数选择、受力分析和故障诊断提供了平台。      

用于空间试验的金属物质气化方法

通过向电离层空间释放金属物质，形成高密度的等离子体云团，实现对电磁波反射与散射的方法，对于改善通信效果具有重要作用，是当前应急通信研究热点之一。根据气态形式释放金属才能充分与电离层相互作用生成电子密度增强区的原理，针对以往采用碱金属和碱土金属作为释放物，产生电子密度增强的机制主要是光致电离所带来的不足（白天效果明显，夜间效果较差），选用镧系金属作为新的释放物，并以镧系金属钐为例，建立了钛硼与钛碳两种自蔓延燃烧合成反应加热气化金属钐的理论模型。通过理论计算，确定了两种自蔓延合成反应体系加热气化金属钐的净放热量以及加热气化金属钐的最大效率。针对理论研究结果，对两种反应体系加热气化金属钐的方案开展试验研究，验证了理论分析的正确性，摆脱了电子密度增强主要依赖光致电离的缺点，提供了一种全天候释放电子密度的方法。