采用基于稀疏矩阵的大规模非负最小二乘法,对大口径、微浮雕结构光学元件加工中的驻留时间进行了分析与求解,并对该算法开展了正则化研究。仿真结果表明：与传统非负最小二乘法相比,基于稀疏矩阵的大规模非负最小二乘法精度高、效率快。采用该算法仿真加工平均振幅为1.177 6倍波长的大口径、微浮雕结构光学元件,误差面形均方根收敛至0.067倍波长。

本系统充分利用了PMAC的强大功能,预先对回转体分类编制相应的参数化运动程序,从输入的工件几何信息中提取参数取值,进而合成适于各种工件的扫查运动程序.在扫查过程中,通过实时存贮换能器位置信息生成位置数据文件,进而建立采样数据与采样位置的对应关系.该法适用于任意曲面,且避免了后处理的反演过程.在扫查中,通过M变量产生数据采集卡工作所需的同步信号,简化了主控系统结构.

采用Mixture多相流模型和标准的κ-ε模型,使用SMPLEC算法,应用Fluent软件,对磁流变抛光循环系统用离心泵内部水基磁流变液三维流场进行数值模拟,分析不同叶片数对泵内磁流变液流场压力、速度、颗粒体积浓度分布的影响。计算结果表明:随着叶片数目的增加,叶轮出口压力呈现出先增加后减小的趋势;叶片数目对叶轮出口处磁流变液速度大小影响不明显,对叶轮流道内的速度分布及颗粒体积浓度分布影响显著。

为提高磁流变抛光循环系统流量稳定性,建立了三种磁流变抛光循环系统用离心泵模型;应用Fluent软件,采用Mixture多相流模型,对这些模型内部磁流变液流场进行了数值分析,并依据数值分析结果,预测了离心泵的扬程及其输出流量稳定性;同时,对这三种离心泵模型进行了实验研究。预测结果与实验结果对比表明:预测结果和实验结果间的最大误差<20%;叶轮与环形压边压水室的耦合模型具有满足设计要求的扬程和较好的流量稳定性,是三种设计模型中的最优模型。

部分机械产品由多段大型构件组成,装配中一个移动构件相对于另一个固定构件具有空间六自由度。目前用于装配的调姿机构,通过调节关节改变工件的位置和姿态,关节空间与工件的位姿空间不一一对应,即各自由度调节具有耦合性,会严重影响装配效率。为此设计了一种基于气缸驱动的Stewart平台并联调姿机构,具有较好的柔性和自适应性,调节位姿时可直接作用于工件的位姿空间,提高工作效率。首先,建立并联机构模型,并对机构的运动学和静力学进行了分析;其次,采用Adams软件对模型进行了仿真分析,同时采用MATLAB软件对仿真结果进行对比验证;最后,依据边界条件和优化目标提出了一套优化设计流程,通过分析计算得到了相对较优的调姿平台模型参数。

研制了一种用于KDP晶体侧棱加工的磨削+飞切组合加工装备,该装备采用气体静压主轴与气体静压导轨,同时设计专用的高刚度角度调节机构,以适应不同侧棱角度的加工。该装备解决了现有KDP晶体侧棱加工中加工效率和精度的问题。经实验测试,获得了KDP晶体侧棱面的高精度粗糙度指标(2.4nm),同时采用磨飞组合加工效率为单纯飞切加工的7倍。

磷酸二氢钾（KDP）晶体是一种非常优良的非线性光学晶体材料，在强激光系统中有着重要应用。但其理化性质特殊，加工高表面质量的元件难度很大。目前研究认为磁流变抛光技术能够获得高精度的KDP晶体表面，但是该加工过程带入的表面残留如不清除，会大大降低元件的性能。提出了一种针对磁流变抛光后续的KDP的清洗技术，设计了含水活性清洗液，结合超高频超声作用共同去除KDP表面残留。光学显微镜和白光干涉仪分析表明，该技术较好地去除了表面残留，并且晶体表面粗糙度有所降低。拉曼光谱和激光干涉仪测试表明，清洗前后KDP表面化学结构和面形精度一致。该研究获得了较为满意的结果，说明该方法是一种有应用前景的KDP超精密清洗方法。

介绍了一种基于空气静压支承的自调心装置,可应用于回转对称零件的姿态调整中,可实现被调整姿态零件与装置间的无摩擦运动,保护零件表面质量;该装置采用球面自调心原理实现零件自动对心,采用真空负压实现零件调整后的姿态保持,减少人工调节和检测的反复迭代调整。采用空气静压支承的自调心装置对回转对称零件的姿态进行调整,并针对自调心装置中两个扣合零件的4个舵面分别进行5组实验,实验结果均满足零件轴线垂直度优于0.05mm的要求;采用自调心装置相对于传统手工调节,其效率由0.5~1h提高到5min,效率提升明显。