兰州空间技术物理研究所 真空低温技术与物理国家级重点实验室，兰州 730030
为了提升20 cm离子推力器的抗冲击性能，对现有结构开展了力学分析和试验验证。对栅极组件进行结构等效处理后，采用有限元方法分析了整机的模态和冲击响应谱。分析结果显示，栅极组件结构等效前后的分析结果对比差距8.3%～11.9%；推力器的3个轴向基频分别为246，248，336 Hz，栅极组件和中间极靴是离子推力器的力学薄弱环节并对整体结构稳定性具有重要影响；在冲击载荷1600 g下，栅极组件表面应力主要集中在小孔区边缘处，且形变也主要发生在小孔区；在采取刚度为1000 kN/m的减振措施后，栅极组件的整体形变位移降低了60%～82%。试验结果显示，在10～1200 Hz的低频扫描过程中，推力器3个轴向的基频分别为256，258，348 Hz，与仿真结果基本一致，采用减振措施后的20 cm口径离子推力器通过了1600 g的冲击试验。
离子推力器 力学特性 Von-Mises应力 形变位移 ion thruster mechanical properties Von-Mises stress deformation 强激光与粒子束
2022, 34(4): 044005
采用模拟与实验相结合的方式研究激光透射焊接件拉伸过程中的应力分布和拉伸件的失效行为。以PA66激光透射焊接件为研究对象，建立了焊后拉伸数值模拟模型，模拟得到了焊接件的拉伸载荷-位移曲线和拉伸变形情况，并与拉伸实验进行对比和验证；对拉伸过程中焊接件的剪切应力和Von Mises应力分布进行分析，从剪切和拉伸失效方面探究拉伸件的失效行为。拉伸实验验证了拉伸数值模拟模型能较好地预测焊接件的拉伸变形情况；数值模拟得到最大剪切应力发生在焊接界面上长方形焊接区域的4个角点附近，即剪切失效的起始位置，且由于最大剪切应力远小于PA66的剪切强度，拉伸件发生剪切失效的可能性较小。预测的焊接件拉伸失效形式及失效位置与实验结果吻合，验证了数值模拟方法的准确性和拉伸数值模拟模型良好的可靠性。
激光技术 激光透射焊接 拉伸数值模拟 剪切应力 Von Mises应力 拉伸断裂 失效行为
哈尔滨工业大学 精密工程研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
设计了一种基于双柔性支承板的快速伺服刀架用于金刚石车削加工非回转对称微结构表面, 并对其性能进行了测试。根据约束条件推导了刀架柔性支承板的刚度解析表达式, 同时给出了柔性板上最大Von Mises应力的计算公式。根据快速伺服刀架设计指标, 优化了柔性支承板的结构参数, 并根据上述结构参数, 加工得到了快速伺服刀架。最后, 搭建了快速伺服刀架控制系统, 测试了它的静态及动态特性。测试结果表明, 设计的快速伺服刀架的刚度为53 N/μm, 最小运动分辨率为3 nm, 工作行程可达20 μm。另外, 它的稳态跟踪误差小于4 nm, 开环带宽为2 kHz, 一阶固有频率可达3 kHz。测试结果不仅验证了所述设计方法的正确性, 也表明采用双柔性支承板结构是设计高刚度、高精度微位移机构的一种有效方法。
金刚石车削 快速伺服刀架 柔性支撑板 刚度 Von Mises应力 静态性能 动态性能 diamond turning fast tool servo plastic plate stiffness Von Mises stress static character dynamic character
1 西安电子科技大学技术物理学院, 陕西 西安 710079
2 华北光电技术研究所固体激光技术国家重点实验室, 北京 100015
对圆片增益介质建立了均匀内热源、底面恒温冷却及其他面绝热的热传导模型,得到不同抽运功率、不同圆片厚度时,圆片内温度、位移及等效应力场的三维分布。结果表明,均匀的内热源、低的热功率、薄的圆片及合理的冷却方式可实现一维的温度分布,减小圆片内的温度、位移及等效应力。
激光技术 激光二极管阵列侧面抽运 Nd:YAG圆片 温度分布 等效应力分布
