作者单位
摘要
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳621900
磁流变抛光是实现锥镜低表面损伤、面形误差高效抑制的重要工艺,然而锥面磁流变抛光去除函数畸变严重、畸变规律复杂,而现有方法难以直接有效建立其去除函数模型,导致面形收敛效率低下。本文分析了锥面曲率效应对磁流变抛光去除函数畸变的影响机制,研究去除函数的基准化特征参数关于平均曲率的解析规律,建立了由平面到锥面的磁流变抛光去除函数演绎方法。该方法将锥面去除函数的长宽、体去除率、峰去除率演变规律综合纳入到演绎之中,更全面地反映了锥面曲率效应下的磁流变抛光去除函数的畸变特性,同时避免了理化特性参数测量以及复杂方程和非线性问题的求解,为实际工况下锥面去除函数演绎提供一种有效、低成本方法。重复性采斑实验结果显示锥面去除函数特征参数的演绎误差为3.20%~12.02%,证明了该演绎方法具有较强的适用性。
锥面镜 磁流变抛光 去除函数演绎方法 特征参数 平均曲率 conical mirror magnetorheological finishing removal function deduction scheme characteristic parameters mean curvature 
光学 精密工程
2023, 31(16): 2383
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院,贵州 遵义 563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所,四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 超精密加工技术重点实验室,成都 610200
针对抛光粉沉降特性数值计算这一超大规模非线性问题,基于Kahan线性化解决了超大规模流固耦合计算问题。研究了以羟基铁粉和硅油为主要成分组合而成的抛光粉多相流在梯度磁场下抛光区域的沉降特性。以质量分数70%、粒径5 µm的羟基铁粉和粘度为0.973 Pa·s的硅油组合而成的抛光粉为研究对象,实现了不同的抛光轮转速、不同嵌入深度以及不同羰基铁粉质量分数情况下的沉降规律分析。结果发现:磁流变抛光区域的抛光粉会随着抛光轮转速的增大而增多;当到达出口时,抛光粉的分布趋于稳定状态;抛光粉会随着嵌入深度的增加而增多并存在饱和区;羟基铁粉的质量分数以非线性的方式影响沉降能力。
Kahan方法 磁流变抛光 多相流 梯度磁场 沉降规律 Kahan method magnetorheological polishing multiphase flow gradient magnetic field sedimentation law 
强激光与粒子束
2022, 34(8): 082002
杨航 1,*任福靖 1张云飞 2黄文 2[ ... ]贾阳 3
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
3 华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
平面光学元件的浸入深度、凸球面光学元件的浸入深度、凸球面光学元件的曲率半径不同会使磁流变抛光入口区域剪切力场发生变化。为了研究磁流变抛光入口区域剪切力场的形成机制, 建立磁流变抛光过程中必要的流体模型, 对入口区域的几何特征进行分析; 通过数值计算平面光学元件不同浸入深度、凸球面光学元件不同浸入深度、凸球面光学元件不同曲率半径的影响, 得到对应的剪切力分布。得出结论,当平面光学元件一定浸入深度逐渐增加时, 抛光区域入口处的剪切力逐渐增大; 当凸球面光学元件的一定浸入深度逐渐增加时, 抛光区域入口处的剪切力逐渐增大; 凸球面光学元件的曲率半径对剪切力无显著影响, 不同曲率半径下的剪切力分布大致相同。
流变抛光 剪切力场 几何特征 抛光区域 magnetorheological polishing shear force field geometric characteristics polishing area 
光学技术
2022, 48(2): 153
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学航空科学与工程学院, 北京 100191
2 北京机电工程研究所, 北京 100074
红外辐射在大气中传播时大气气溶胶散射是能量衰减的原因之一。通过考虑气溶胶密度随高度变化, 结合大气能见度参数, 建立了红外线在水平均匀传播和斜程传播下的大气气溶胶散射透过率计算方法。水平均匀传输下, 在中长波波段对大气气溶胶散射透过率采用常规积分求均值方法计算, 与采用波长中值的工程计算公式结果对比, 表明工程计算公式具有足够的工程精度; 对于斜程传播情况, 通过对高度积分得到红外线大气气溶胶散射透过率的斜程工程计算公式。计算分析了探测器高度、波段和大气能见度对大气气溶胶散射透过率的影响。本文对于建立自主的精确大气透过率计算模型、计算机载探测器对红外目标的下视探测性能以及深入了解大气气溶胶散射透过率的影响因素具有重要意义。
红外辐射 气溶胶密度 大气散射透过率 能见度 infrared radiation, aerosol density, atmospheric s 
红外技术
2022, 44(2): 151
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院,贵州 遵义,563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所,四川 绵阳,621900
磁流变抛光在其实际工作过程中,抛光区域几何特征的不同将会对流场创成的关键参数产生很大的影响。针对此问题建立三维模型与实验仿真展开研究。在研究抛光区域几何特征与流场创成关键参数的关系时,先改变抛光区域形状,观察其对流场创成中剪切应力、压力产生的影响;再控制抛光区域的形状相同时,通过改变抛光区域尺寸大小,观察对流场创成中剪切应力、压力产生的影响。结果表明:当抛光区域形状不同时,抛光区域为凹面时剪切应力最大,抛光区域为凸面时剪切应力最小。当抛光区域形状为凸面时,抛光区域两边的剪切应力随着抛光区域曲率大小增大而增大;当抛光区域形状为凹面,抛光区域两边的剪切应力随着抛光区域曲率大小增大而减小。当抛光区域形状不同时,抛光区域为凹面时压力最大,抛光区域为凸面时压力最小。当抛光区域形状为凸面时,抛光区域处的压力随着抛光区域曲率增大而增大;当抛光区域形状为凹面时,抛光区域处的压力随着抛光区域曲率增大而减小。
磁流变抛光 几何特征 剪切应力 抛光压力 超精密表面 magnetorheological polishing geometric characteristics shear stress polishing pressure ultra-precision surface 
强激光与粒子束
2021, 33(10): 101003
作者单位
摘要
1 战略支援部队信息工程大学信息系统工程学院, 河南 郑州 450002
2 西安电子科技大学通信工程学院, 陕西 西安 710071
针对压缩域跳频信号参数估计方法需借助测量矩阵寻找压缩采样数据的数字特征, 造成运算复杂度高, 且存在基不匹配的问题, 提出一种压缩域数字特征和原子范数的跳频信号参数估计方法。建立块对角化的测量矩阵, 实现信号分段压缩, 分析压缩采样数据的数字特征, 实现跳变时刻粗估计; 分离出未发生频率跳变的信号段, 利用原子范数最小化方法实现跳变频率的精确估计; 最后依据精确估计的跳变频率, 设计原子字典, 并在压缩域实现跳变时刻的精确估计。基于该算法的跳变频率估计性能高于基于压缩感知的跳变频率估计, 亦能精确估计跳频信号的跳变时刻。仿真结果显示, 在信噪比高于 -2 dB, 压缩比高于 0.5时, 基于该算法的归一化跳变频率估计误差低于 10-4, 归一化跳变时刻估计误差低于 10-2。
跳频信号 分段压缩 原子范数 参数估计 frequency hopping signal piecewise compression atomic norm parameter estimation 
太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(4): 691
作者单位
摘要
1 广州海洋地质调查局,广东 广州 510075
2 浙江大学 海洋学院,浙江 舟山 316021
基于光学成像原理和激光三角测距法,提出将三个点激光器与水下相机结合、根据水下光学图像对水下目标物距离进行测量的思路。建立了激光束与目标物垂直、与目标物之间存在旋转角、存在俯仰角三种情况下的三点激光测距理论模型,推导了目标物距离与水下激光光斑图像之间的数学关系,在此基础上得到了三种情况下的三点激光测距公式。研制了系统样机,并通过空气中和水下的距离测量实验,测试了测距模型和定标算法的误差。实验结果显示,在8.4 m范围内,使用统一测距公式对距离进行测量时,测距误差最大值约为35 cm,平均测量误差小于15 cm。研究成果可望用于水下目标较近距离的精确测距。
水下激光测距 水下光学成像 水下图像处理 underwater laser ranging underwater optical imaging underwater image processing 
红外与激光工程
2019, 48(10): 1005011
作者单位
摘要
1 浙江大学 海洋学院, 浙江 舟山 316021
2 杭州电子科技大学 数字媒体与艺术设计学院, 浙江 杭州 310018
3 中国科学院深海科学与工程研究所, 海南 三亚 572000
基于相位式激光测距的工作原理, 提出了将相位式激光测距仪用于水下测距的思路, 从原理上分析了水下相位式激光测距的可行性。通过水下距离测量实验, 对水下相位式激光测距可行性进行了验证, 完成了水下相位式激光测距仪的测距定标算法, 并探究了水体浊度对相位式激光测距动态范围和测距精度的影响。实验结果表明, 经过定标校正后的水下相位式激光测距仪在水下3.5 m范围内测距误差平均值不超过3 mm, 测距范围与水体浊度间存在指数衰减关系。该水下相位式激光测距仪为水下距离的探测提供了一种新方法, 可实现水下目标近距离的精确测距。
激光相位测距 测距校正 水体浊度 测距动态范围 phase laser ranging ranging calibration water turbidity dynamic range of measurement 
红外与激光工程
2019, 48(4): 0406008
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 国防科技大学 智能科学学院, 长沙 410073
3 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院 超精密加工技术重点实验室, 成都 610200
随着特种超精密加工技术的发展, 复杂流体被越来越多地用于超精密加工工艺中。超精密加工流场分析具有几何特征复杂、流体本构特性多样、流体边界为自有边界等特点, 传统流体数值分析方法难以实现可靠分析。从流体的一般特性出发, 将D. G. Christopherson提出的非负二阶偏微分系统的超松弛迭代方法用于超精密加工流场分析, 建立了适应性与可靠性兼顾的流场分析方法。以磁流变抛光为例, 开展了抛光区域压力场数值计算, 结果表明所得压力分布形态正确, 且分布从x轴正半轴延伸到负半轴, 与郑立功等人的实验测定结果一致。另外, 基于Kistler力传感器对磁流变抛光过程的法向压力在0.1~0.3 mm浸深段进行了在位测量, 发现计算与实验结果偏差均小于20%。表明了该方法的有效性与准确性。
超精密加工 流场分析 Christopherson迭代 磁流变抛光 超松弛迭代方法 ultra-precision machining fluid field analysis Christopherson iteration magnetorheological finishing super-relaxation iterative method 
强激光与粒子束
2019, 31(6): 062002
杨航 1,2汪玉兰 1汪雪 1张帅 1[ ... ]何建国 2
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
为了增大惯性约束聚变玻璃靶丸的磁悬浮力, 通过热处理工艺对其表面金属氧化物涂层进行晶态调控从而增强磁性能的方法对热处理温度控制精度要求极高, 需要从多方面对温度进行把控。目前基于圆图记录仪的温度测量手段已经不能满足惯性约束聚变对热处理温度开展实时多模态数据分析的要求。提出一种针对精密热处理过程温度测量的多模态重构方法, 首先将精密热处理过程的温度数据进行数字化传输与存储, 然后在计算机中进行多模态解析与重构, 最后基于空间拓扑关系与特征参数标定结果, 利用Corexy机构实现热处理温度的多模态重构。结果表明所提方法可以实现对温度调控过程的单一化模态分离与多模态重构, 实现误差一般小于5%。
惯性约束聚变 玻璃靶丸 热处理温度 多模态重构 inertial confinement fusion glass pellets heat treatment temperature multimodal reconstruction 
强激光与粒子束
2019, 31(1): 012003

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