为了研究隧道围岩在静动应力耦合作用下的变形和损伤情况, 建立地应力与爆破荷载耦合作用的隧道模型。首先依据文笔山隧道现场监测数据和岩体波速反推围岩的JH2本构参数。根据围岩等级, 结合已知参数和波动方程, 给出简易的JH2本构参数确定方法, 并通过子程序嵌入ABAQUS中建立围岩的损伤模型; 为了使仿真模型更接近现实情况, 先进行地应力平衡, 将此时的土体状态作为爆破模拟的初始应力状态, 再采用等效爆破荷载法模拟隧道爆破, 以此在宏观上实现大型岩土工程在静动应力耦合作用下的爆破仿真。仿真模型不仅考虑爆破面的爆破效果, 还着重研究爆破对隧道围岩的影响情况。研究结果表明: 初始地应力在隧道爆破中对围岩的损伤和变形都有不可忽视的作用。初始地应力的存在诱导损伤扩展, 地应力越大, 损伤越大, 拱底在竖向发生2.2 m最大损伤深度; 在相同进尺, 地应力越小变形越大, 拱顶在靠近开挖面处产生11.7 mm最大变形。围岩上下的水平收敛变形不同: 上部背离隧道, 下部指向隧道, 围岩上下台阶分界处受剪切荷载。围岩的损伤与变形贴合实际工程, 研究结果丰富隧道爆破模拟, 对隧道爆破施工有现实指导意义。

该文设计了一种“十字-圆环”型结构超表面，并利用该结构实现了2-bit编码的相位梯度超表面(PGMS)设计。结合超表面阵列的特点，提出了一种改进的遗传粒子群算法(GAPSO)与阵列模式综合(APS)的组合优化算法GAPSO-APS，得到超表面编码矩阵的最佳排列，从而实现了宽带雷达散射截面(RCS)的大幅缩减。对设计的超表面进行仿真，并与金属表面进行了对比。结果表明，设计的编码超表面可在3.1~29.7 GHz频带内实现10 dB的RCS缩减，有效地验证了所设计的编码超表面在宽频带内实现RCS的缩减以及算法的有效性。

由于声表面波(SAW)测温技术因具有无源无线的特点而备受研究人员的广泛关注。该技术可应用在电缆接头内部的温度测量中, 但因受电缆接头材料和结构的影响, 使SAW测温信号传递受阻, 严重影响了温度信号的检测。该文基于DWG-630A型电缆接头的结构和材料, 设计了一款可用于电缆接头内部测温的天线。通过其理论分析、仿真及试验验证, 证明该设计切实可行。结果表明, 穿过电缆接头可传递SAW温度信号, 并在工作频段内具有良好的增益和辐射效果。

目前市售胶囊内窥镜仅能观察到前方视场,而人体内肠道组织的褶皱和回环会导致大量后方视野出现盲区。设计了一种可以同时对前后方视场进行成像的胶囊物镜,该物镜的前方视场为0°~80°,侧后方视场为50°~80°。该物镜总长为15.6 mm,最大径向直径为8 mm。该物镜搭配OH02A10成像芯片可满足高分辨率(89 lp/mm处的最大截止频率大于0.5)的要求,且具有良好的成像质量。

数码裂隙灯显微镜主要用于眼科疾病的检查,而前置物镜作为数码裂隙灯显微镜的重要组成部分之一,影响整个系统的成像质量。根据体视显微镜平行光路系统的原理,利用Zemax软件设计并优化一款高性能数码裂隙灯显微镜前置物镜。实验结果表明:低倍光路和高倍光路的最大均方根半径值分别为2.3 μm和5.1 μm。在空间频率为115 lp/mm处,低倍光路时全视场的调制传递函数(MTF)值达到0.30,接近衍射极限,分辨率较高,高倍光路的MTF值在0.15以上,满足眼科使用要求。最后进一步分析偏心对系统引入的彗差和像散的影响,所得结果为加工和装调提供理论依据。

以cBN, TiC, Al为主要实验原料, 利用高温和超高压条件合成聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线 色散能谱(EDS)对复合材料的物相组成、显微结构、表面微裂纹以及各类元素分布情况进行了分析, 同时对复合材料的显微硬度和抗弯强度进行了测试。研究 表明: 在超高压5.5 GPa, 高温1 450 ℃下, PCBN烧结体由BN, TiC, AlB2和AlN组成; 结合剂均匀的分布在cBN颗粒周围, 牢固的将cBN颗粒粘结在一起。PCBN 的硬度随着cBN含量的增加而显著增加, 抗弯强度则是先增大后减小, PCBN的断裂方式是沿晶断裂和穿晶断裂共同作用的结果。

为满足机器视觉系统对可变倍双远心系统的需求,设计了一款可实现连续变倍的双远心镜头。该系统的放大倍率为-0.50×至-0.20×,物方视场可观测的直径范围为22~55 mm,可满足低畸变(各倍率段均小于 0.1%)、高分辨率(77.5 lp/mm处均大于 0.30)、高远心度(各倍率段均小于 0.1°)等设计要求,在使用过程中同时具有对物面、像面位移不敏感和可连续变倍检测的优点。重点介绍两种求解变倍凸轮曲线的方法,并进行相互验证,验证结果表明了凸轮曲线数据的准确性,这对变倍系统的后期生产加工具有重要作用。

提供了一种基于机器视觉的双视野双光路远心系统设计方案,以折射棱镜为分界,将远心系统分为物镜部分与目镜部分,通过增加或更换目镜,即可在原有系统中同时实现不同的光学放大率,提高了远心系统在不同场合的适用性。设计了一款具有双视野的双远心系统。该系统工作距离为130 mm,物方视场分别为40 mm与80 mm,搭配 ON Semiconductor公司生产的型号为SN5000A的成像芯片,光学放大倍率分别为-0.275与-0.1375,并且满足低畸变(各视场畸变均小于0.1%)、高分辨(105 lp/mm处大于0.3)、高远心度(小于0.1°)等设计要求。

为满足紫外波段对产品的检测与识别需求, 设计出一套宽光谱、较大视场、较大光圈、结构紧凑的紫外工业检测光学系统, 要求紫外工业检测镜头的工作波长为240~320 nm, 全视场角为40°, 系统焦距为15 mm, F数为3, 系统总长小于60 mm。该系统采用MS20-UV型紫外电荷耦合器件（CCD）, 其分辨率为1920 pixel×1080 pixel, 像元尺寸为5.48 μm×5.48 μm。从成本及像质方面综合考虑, 最后采用全球面透射式且非胶合方案。该系统采用反摄远物镜为初始结构, 利用Zemax光学软件进行设计; 结合工艺要求对设计结果进行公差分析, 确定公差误差的来源, 并进行相关结构的优化, 给出优化前后的蒙特卡罗模拟结果; 最终设计出全视场调制传递函数（MTF）在100 lp/mm范围内均大于0.5、场曲小于0.1 mm、畸变小于1.3%的紫外镜头。与其他紫外系统相比, 设计的系统具有成像质量高、分辨率高、畸变低、焦距短、结构紧凑的优点。