为实现螺纹螺距的高效测量与合理评定，在分析现有机器视觉螺纹螺距测量方法的基础上，提出了一种基于面积法求解螺纹螺距的测量与评定方法。首先对螺纹图像进行旋转矫正，然后以螺纹轴截面上牙廓区域投影面积等几何关系，获取螺纹中径点，再使用最小二乘法拟合中径线，最后结合包容原则获得被测螺纹螺距。以螺纹塞规为对象进行对比实验，数据表明: 面积法与接触式综合测量仪、工具显微镜所测螺距平均值相当，标准差0.9μm略大于综合测量仪所测螺距的标准差0.6μm,但远小于工具显微镜所测螺距的标准差9.6μm; 测量效率上面积法是综合测量仪的1.9倍，是工具显微镜的2.5倍。

为解决行波管螺旋线(TWT)测量中存在的效率低和结果不稳定的问题,发展了一种高效的光学检测方法,主要包括:选取基于双标准棒滚动的螺旋线摆放与调整装置,使零件的旋转角度可控,摆放直线度优于0.01 mm;采用直线取景器有效避免了毛刺、翻边等缺陷的干扰,增加了自动寻边过程的稳定性,测量结果重复性优于0.8 μm;基于45°直角棱镜开发了端口处内径测量系统,获得了对比度鲜明的成像效果;基于激光共聚焦显微镜测量了螺旋线外表面粗糙度,得到了与工艺规律相吻合的数据;将分段阵列的编程策略和交点距离的算法应用到变螺距螺旋线检测中,具有较高的操作效率和灵活性,单根螺旋线的检测时间缩短为传统方式的三分之一。该结果对于提高螺旋线行波管产品的合格率、实现其批量化生产具有重要意义。

高进给速度精车大螺距螺杆加工过程中, 随着旋转螺纹件与刀具相对接触关系的实时变化、刀具磨损量的动态演变和工件材料去除导致的质量变化, 加工系统的动力学特性呈现时变特性, 研究其稳定性也就具有重要意义。首先结合精车削大螺距螺杆动力学模型, 分别利用频域法和全离散时域法, 提出一种适用于大螺距螺纹件的车削稳定域预估方法, 并进行实验验证; 然后在时域法基础上, 考虑过程阻尼的影响, 研究了不同刀具磨损情况对精车大螺距螺杆切削加工稳定性的影响, 并验证测量结果与预测规律相吻合。研究结果表明：精车大螺距螺杆稳定性预测优先选用时域法; 极限切深随后刀面磨损量增大而呈现出上升的趋势; 选用转速分别为10 r/min和25 r/min, 切深8 mm, 轴向进刀量0.05 mm加工参数进行加工时, 能获得基本符合工程实际要求的成品件。本文研究成果为高进给车削工艺参数优选奠定理论基础, 同时丰富和发展以大螺距螺杆为代表的大型装备关键零部件的高进给加工理论并推进其工程应用。

以弱色散特性的扇形金属-介质夹持杆螺旋线慢波结构的Ka波段行波管作为研究对象，进行了互作用特性仿真研究。采用螺距跳变和磁场跳变技术进一步提高了该行波管在工作频带的输出功率和电子效率，并解决了电子注散焦问题。设计结果表明：当工作电压为9 kV、工作电流为210 mA时，行波管在24~40 GHz整个频带内，各频点的增益在37.7~48.7 dB之间，电子效率在15.18%~19.42%之间，输出功率大于286 W。此结果较之均匀周期的设计结果，电子效率增幅在4.19%以上，输出功率增长率在4.3%以上，尤其在26~37 GHz范围内，电子效率增幅达到了11.8%以上，输出功率增长率达11.9%。

向列相液晶中手性剂的含量对TN显示模式的显示效果起着至关重要的作用。通过对两种不同体系的液晶中加入不同含量的手性剂进行实验测定得出: 添加手性剂对液晶分子的排列取向有序具有一定的作用; 手性剂的含量不同, 液晶的阈值电压也有所不同, 手性剂含量增多则阈值电压增大, 液晶的陡度值增大; 手性剂含量不同, 面板中的对比度有所不同, 手性剂含量增多则对比度下降。通过从微观角度对液晶分子在面板中的排列状态进行理论分析, 对以上实验结果的成因机理进行了解释, 手性剂的合理添加能更好地使液晶与面板IC驱动相匹配, 达到更高的对比度, 改善液晶面板中出现的碎亮点显示不良, 使液晶面板显示画面更鲜明、细腻、逼真。

为了制得既能够提供黑色同时又具备高透过率的光阀，本文制备了一种能在反射态和透明态之间切换的主动电场可控性液晶光阀。该光阀主要选用3种偶氮类二向色性染料掺杂螺距位于红外区的胆甾相液晶，并详细地研究了螺距对液晶光阀电光性能的影响。实验结果表明：随着螺距的增大，Vth、Vsat和ton均逐渐减小，其中，最大的Vth和Vsat分别仅为6 V和20 V左右，ton也仅为0.878 ms，并且该薄膜的透过率在电场的作用下可达80%以上。因此，所制备的DDCLC薄膜既满足了透明显示面板高透过率的要求，又提高了其能见度。

利用Berreman 4×4矩阵和Matlab编程模拟了胆甾相液晶的反射光谱,分析了螺旋数(液晶厚度)、基板的折射率、双折射、折射率色散、固定螺距、梯度螺距和入射角等因素对反射光谱带宽的影响。结果表明,要得到理想的Bragg反射带宽,液晶层的厚度即螺旋数N需达到N≥10;基板折射率会影响最大反射率,基板折射率ng与寻常光折射率no 相比,ng< no时,最大反射率比较低,ng越小越影响明显,当ng≥no时,具有很好的反射率;折射率的色散和大的入射角会使带宽变窄,而大的双折射Δn和螺距P可以得到较宽的反射带宽,但拓宽效果有限。通过梯度螺距的函数表达式,理论模拟了具有螺距梯度的胆甾相液晶的反射带宽,其对于胆甾相液晶宽波反射的实验研究具有一定的意义。

通过偏光显微镜法、紫外-可见光光谱学、XRD和电导率分析方法研究了大功率超声对纤维素纳米晶体(CNC)的溶致胆甾相液晶(N*-LC)螺距的影响及其在干燥状态下所制得薄膜的光学性能.研究结果表明,溶致N*-LC的螺距随着超声功率的增大而增大,其干燥薄膜的反射波波长红移,且红移幅度与超声功率有关.但是,CNC的晶型和尺寸没有明显变化.电导率测试结果表明,超声处理使溶致N*-LC的电导率提高.由此推测溶致N*-LC的螺距增大的主要原因是大功率超声处理使束缚在双电层中的带电离子释放出来,进而CNC粒子之间的静电斥力变大所致.

利用Berreman4×4矩阵建立理论模型对短螺距手性液晶的旋光率进行求解,使用MATLAB计算得到了手性液晶旋光角随入射角、螺距、盒厚等外界因素变化规律的仿真结果,且通过实验验证了此方法的准确性.对手性液晶旋光效应作为热敏材料的使用进行了实验探究,使用旋光仪测量螺距为250~310 nm的手性液晶旋光角,得到手性液晶的热敏旋光特性.结果显示,螺距不同时,液晶的旋光角随温度具有不同程度的变化,但每种螺距下,手性液晶旋光率随温度的变化明显且规律.验证了旋光率热敏效应的稳定性,结果证明将手性液晶作为一种潜在的热敏材料应用的可行性,为手性液晶在温度传感器中的应用提供了实验依据.