面向航天领域极端复杂工况，Ti6Al4V/NiTi异质功能结构可在充分发挥高比强度、耐蚀性等材料性能优势的同时实现智能变形等功能需求。然而，两种金属过渡界面区具有较高的开裂倾向。笔者采用激光熔化同步输送异质合金粉末沉积成形工艺，在富氧环境下开展了组分梯度过渡的Ti6Al4V/NiTi合金的原位制备，并在此基础上通过等能量密度成形法和基板热管理，实现了Ti6Al4V/NiTi异质材料的一体化沉积成形，分析了过渡区界面组织的演化规律。扫描电镜和能谱分析结果表明：经组分梯度优化后，梯度层界面之间呈良好的冶金结合；随着NiTi组分逐渐增加，从Ti6Al4V区到NiTi区，相组成演变为α-Ti+β-Ti→α-Ti+NiTi₂→NiTi₂→NiTi₂+NiTi→NiTi→NiTi+Ni₃Ti。梯度过渡区的显微硬度从Ti6Al4V区的343 HV±13 HV变化到NiTi区的275 HV±10 HV，40%Ti6Al4V+60%NiTi区域由于NiTi₂强化相的析出而具有最高的硬度值，硬度值为576 HV±5 HV。

空间激光干涉测距系统对望远镜的光程稳定性提出了皮米级的要求。为了测量望远镜光程稳定性，基于法布里-珀罗（F-P）干涉仪设计了望远镜光程稳定性测量方案。介绍了基于PDH（Pound-Drever-Hall）锁频技术将望远镜腔内的光程长度变化转为激光频率变化的测量原理。根据已有的实验数据分析了在光程稳定性测量公式中对稳定性测量结果有影响的物理量，并对测量方案中各部件引入的外部噪声进行测量和分析。实验结果表明：光程稳定性测量公式中绝对激光频率测量误差和望远镜腔自由光谱范围测量误差对望远镜皮米级光程稳定性测量的影响非常小，影响量分别为7.1×10^-9 pm/Hz^1/2和5.0×10^-3 pm/Hz^1/2。在1~100 mHz频段内，与测量方案中电子噪声、拍频测量噪声和剩余幅度调制噪声等效的光程噪声分别为0.14、0.01、3.57 pm/Hz^1/2。为实现望远镜的皮米级光程稳定性测量，需要进一步开展抑制剩余幅度调制噪声方面的研究工作。

颗粒物已成为一些城市大气的首要污染物。 由于准确测定大气颗粒物的化学组成难度大、 技术要求高, 为了确保测量结果的准确度和溯源性, 需要与之相近的标准物质。 从大气颗粒物标准物质候选物来源组成、 样品采集、 制备技术、 特性量组分与分析技术等方面, 梳理了国内外相关研究进展。 分析了我国大气颗粒物标准物质存在的基体类型少、 采样制备技术落后、 样品短缺等问题。 结合国外大气颗粒物标准物质研究经验, 以我国生态环境监测与治理修复重大需求为导向, 从标准物质的代表性和实用性角度出发, 探索切实可行的研究思路。 创新性提出基于大气可吸入颗粒物质组成和来源解析, 针对性采集研究区内各种主要源物质, 根据基体和含量特征要求, 通过对源物质的组合制备, 获得一系列目标含量候选物样品的方法。

针对激光位移传感器在检测截面距离时受到同步电机震动影响, 产生随机误差的问题, 运用PSD光电位移传感器及树莓派对误差数据进行采集。以实验室的身管设备为例, 用python、matlab等软件进行曲线拟合, 阐述了身管数据误差进行采集、分析处理及曲线拟合的基本流程, 探讨了PSD在位置误差补偿方面的应用。基于激光位移传感器对身管进行检测, 提高了检测数据的可靠性, 降低了震动导致的误差, 为后续的采集数据处理及三维重建奠定了基础。

针对现有人工肛门括约肌夹持机构存在生物相容性低、响应时间长的缺点，本文基于排便机制及力学特点，设计了一种新型封闭连杆式人工肛门括约肌（Novel Closed-link Artificial Anal Sphincter，NCAAS）的夹持机构。NCAAS夹持机构由基于沟槽凸轮摆杆的传动机构的三组交错叠放的夹持臂组成。为研究生物相容性与响应时间，本文根据虚功原理推导夹持臂的夹持力方程，并通过有限元分析夹持臂与肠道的力学特性。仿真所得机构控便时最大夹持力为1.6 N，肛肠角为62.2°~95.2°，满足人体日常控便需求。所制得NCAAS原型机质量55.19 g、高度42.7 mm、机构总长度不大于68.2 mm，平均响应时长为7.25 s。本文还通过猪大肠离体实验验证了NCAAS夹持肠道的生物相容性，最终控便量达700 g、肛肠角小于90°。NCAAS小型轻巧，生物相容性良好，响应时间较传统人工肛门括约肌大幅度缩短。

针对传统激光雷达闭环检测算法受动态障碍物干扰较大、关键帧搜索以及特征匹配耗时较长的问题,采用MF-RANSAC算法并改进ScanContext,提出一种鲁棒性更强、耗时更短的SR-Context激光雷达闭环检测算法。首先,利用区域生长算法对扇形栅格化后的点云进行分割;随后,不依赖于目标识别和跟踪,借助动态区域多点选取和多属性查询对应点,提出一种MF-RANSAC算法快速实现动态目标剔除;最后,通过简化特征匹配计算和删除闭环历史匹配帧的方式改进ScanContext算法,对去除动态目标后的栅格提取特征实现闭环检测。分别在KITTI数据集与实车数据集下进行测试,实验结果表明,本文算法在城市动态环境下能够快速准确实现闭环检测进而提高激光雷达建图精度,且平均耗时仅为ScanContext算法耗时的40%。

TC11钛合金具有轻质、高强等优点,有取代高强钢作为航天主承力构件实现轻量化应用的巨大潜力。采用激光熔化沉积技术制备TC11钛合金,对沉积态TC11钛合金进行双重退火热处理,研究了退火温度对TC11钛合金组织和力学性能的影响。结果表明:TC11钛合金组织沿沉积方向呈柱状晶、等轴晶交替生长的现象,沉积态组织主要包括由沿着晶界集束生长的针状α相组成的魏氏组织以及由晶内α+β相组成的网篮组织;经双重退火后,晶内α相粗化、长径比减小,连续晶界α相出现断续、球化、消失现象;当退火温度为1025 ℃时,晶内组织突变为细网篮组织,晶界重新形成连续α相;经双重退火处理后,TC11钛合金的强度和塑性均显著提升,达到锻件标准;随着退火温度升高,TC11钛合金的强度表现为先降低后升高的趋势,塑性表现为先升高后降低的趋势;随着退火温度升高,TC11钛合金的屈强比先增大后降低,并在退火温度为1010 ℃时达到最大;随着退火温度升高,两相区强度的各向异性小于3%,具有趋近各向同性的特性,塑性的各向异性先升高后降低,并在退火温度为995 ℃时达到最低。