根据修正偶应力理论和哈密顿原理，并结合经典的层合梁理论，推导出具有层合结构、考虑力 电耦合作用的微米级均质、非均质锆钛酸铅(PbZrTiO3，PZT)智能驱动器尺度相关的运动控制方程和固有频率。通过引入的材料内禀特征尺寸参数，成功捕获了微米级PZT智能驱动器的尺寸效应。数值分析显示，不同基体材料对微米级均质、非均质PZT智能驱动器归一化固有频率影响较小；压电层厚度不变，随着基体厚度增加，微米级PZT驱动器尺寸效应逐渐变小；随着结构特征尺寸逐渐增大，尺寸效应逐渐消失。

通过正交试验研究了激光功率、扫描速度、送粉速度对GH738合金激光沉积修复单道熔高、熔宽、熔深等特征尺寸的影响规律, 优化了工艺参数, 获得无缺陷显微组织; 分析了多道多层沉积试样熔合不良、裂纹等缺陷产生的原因及组织、硬度分布特点。结果表明: 沉积区呈典型的外延生长柱状枝晶, 枝晶间析出少量碳化物; 相对于基体, 热影响区碳化物明显减少, 同时热影响区γ′相尺寸明显增大; 沉积区硬度为350～470 HV0.3, 热影响区硬度为450～480 HV0.3, 均明显低于基体硬度480～510 HV0.3; 且沿沉积高度方向硬度逐渐降低。

多谱带滤光片是航天光学遥感相机上的关键器件。其兼具多个谱带滤光及探测器封装的功能, 特征尺寸多, 膜系复杂, 其设计及考核过程相比全色或单谱带滤光片要复杂得多。介绍了多谱带滤光片的基片外形尺寸、滤光窗口尺寸、像元位置标识窗口、封装对准标识等关键特征尺寸的设计及计算方法。分析了滤光片的设计加工误差对滤光片与光敏芯片的封装对准精度、探测器在焦平面上的配准拼接以及相机的光谱响应特性等的影响。并基于现有的航天器环境考核方法提出了一套针对多谱带滤光片的环境考核流程和测试方法。最后给出了某相机多谱带滤光片的设计及考核应用实例。

为克服传统光电被动测距系统稳定性差、远距离条件下测距精度收敛性差、系统难以小型化等不足, 本文提出一种基于目标特征尺寸的可视化光电被动测距系统。建立了被动测距模型并分析测距原理, 从理论上分析获得距离反演公式和测距误差精度; 设计了被动测距算法并分析相关成像参数获取途径和方法; 通过高清成像器、半导体激光器和信号处理器等软硬件设计, 实现了系统的可视化被动测距功能和全天候图像信息获取; 最后通过目标特征尺寸及其成像系统参数反演目标距离, 实现了在成像过程中实时测距并进行被动测距实验验证。实验结果表明, 被动测距精度优于10%, 当前软硬件参数配置下, 目标的测距距离大于1 km, 测距鲁棒性好, 性能稳定, 可广泛应用于全天候目标图像信息获取和光电被动测距的实际工程实践中。

基于深度传感器骨骼追踪提出了一种新的快速人体测量方法。通过深度传感器获取骨骼关节信息和人体深度数据, 完成了人体特征尺寸中部分长度和围度的测量。实验结果表明, 该方法能在短时间内获得较准确的结果, 能用低成本设备在狭小场地完成部分人体特征尺寸的获取。

针对激光金属直接成形过程中的特征尺寸问题,采用ANSYS有限元分析软件,对方波作用模式下的激光熔池温度场进行了模拟分析。结果表明,在平均输出功率一定的情况下,熔池作用尺寸范围随着方波作用时间的减小而增大,而在光斑重叠率足够大的情况下,改变重复频率对熔池作用尺寸范围影响较小;在其它参数一定的情况下,熔池作用尺寸范围随着平均功率的降低而减小。结合模拟分析,设置相应的实验方案对方波作用下的各参数对金属直接成形特征尺寸进行了分析,实验结果变化规律与计算结果吻合。利用方波,成形出了具有小特征尺寸的薄壁零件。

建立了中子单粒子翻转可视化分析方法,对不同特征尺寸(0.13~1.50 μm)CMOS工艺商用随机静态存储器(SRAM)器件开展了反应堆中子单粒子翻转效应的实验研究,获得了SRAM器件的裂变谱中子单粒子翻转截面随特征尺寸变化的变化趋势。研究结果表明:SRAM器件的特征尺寸越小,其对低能中子导致的单粒子翻转的敏感性越高。