在同轴望远镜系统中,主镜和次镜的相对位置和姿态有非常严格的要求,需要将次镜设计成多自由度可以调整的机构.针对次镜调整机构的性能要求,提出一套由二维XY移动平台和三维Tip/Tilt/Focus平台组合成的五自由度次镜调整机构方案.其中三维Tip/Tilt/Focus平台由3个驱动器、定平台与动平台组成,驱动器与动平台之间由柔性铰链连接,通过3个驱动器的伸缩和柔性铰链的转动来实现动平台的三自由度运动.对三维Tip/Tilt/Focus平台的运动学原理作了详细介绍,深入地讨论柔性铰链弯曲刚度和轴向刚度与几何参数的关系.研究结果为五维调整机构及柔性铰链的设计提供客观依据,具有较大的实际意义.

各行业对测速系统测量精度的要求日益严格,也对作为常用测速系统之一的光幕测速系统提出了更高的测速精度要求.为提高光幕测速系统的测速精度,设计了一种基于红外线光电开关和NI6220高速数据采集卡的测速系统,代替了应用单片机等自行设计的硬件电路进行数据采集的测速系统,提高了测速系统的可靠性和测量精度.介绍了该测速系统的工作原理、系统结构以及基于LABVIEW的软件设计,并进行了测速系统的误差分析.现场比较试验结果证明,在测试1 000 m/s以下速度时,该测速系统能将测速误差控制在0.0156%以内.

针对常规的磁流变阻尼器需要外加线圈,对能源具有依赖性、体积庞大、结构复杂的问题,设计了无源自适应磁流变阻尼器的磁场结构.该磁路由永磁体提供磁场,利用超磁致伸缩逆效应,把阻尼器受到的负载力的变化转化为超磁致伸缩材料相对磁导率的变化,进而使磁流变液处的磁场发生变化.利用磁场有限元方法验证了磁路的正确性.应用该磁路结构到阻尼器中,并对其进行了实验,结果表明：设计的磁场结构能使外力的变化转化为MRF间隙处磁感应强度的变化,进而转化为阻尼力大小的变化,磁场设计满足要求.

在激光光谱分析中静态干涉法比传统机械扫描的稳定性好、实时性高，因此设计了一种基于静态傅里叶干涉具空间扫描型光谱分析算法，并在Visual Studio平台下采用C#编写了光谱分析软件．实验采用532，660，780，850，980nm的多种激光器，经斜楔角度0．1°的静态傅里叶干涉具，得到干涉条纹，由Camera Link公司的M2CL型线阵CCD探测器采集干涉条纹，经光谱分析算法得到光谱信息．通过将本算法得到的光谱数据与采用Q8344A型光谱仪经Labview分析得到的光谱数据作对比，计算得到相似度大于95％，并给出误差及灵敏度分析．

根据空间太阳望远镜成像调焦的要求,设计了一成像镜调焦机构.给出了设计的基本原理及设计方法,即步进电机驱动滚珠丝杠,丝杠通过连接杆和转向关节带动内筒.并根据设计加工制作了实物缩尺模型,进行了误差分析.最后给出了机构在锁定状态,16g重力加速度作用下的力学分析.

以有限元分析与模态分析理论为基础,结合有限元分析软件,建立激光转台芯部结构的有限元分析模型,并分析其动态特性,分析结果表明结构设计基本合理,但需进行优化处理.利用结构优化理论,建立芯部结构的优化数学模型,并对其进行优化.在保证结构的最小一阶固有频率和最大静态变形的基础上,使芯部结构的质量减轻了41.43%,结构的一阶固有频率变化了17.10%.最后,对优化后的模型进行静力学和动力学校核,结果比较理想.

将磁粉离合器应用于扭转疲劳试验机中,实现了加载扭矩的无级调节与控制.分析了无级加载扭转疲劳试验机的工作原理,介绍了该试验机的主要用途.通过现场标定,加载扭矩的误差不超过3%.

为了满足无缝钢管在线高精度测厚的需求,开展了基于广义倒频谱测厚技术的研究.分析了传统测厚算法的缺点,提出一种基于广义倒频谱的无缝钢管在线测厚方法,此算法结合了相关分析和倒频谱的综合优势,处理后的波形峰值尖锐,提高了测厚精度;在此基础上对在线系统钢管旋转造成的声程误差进行了补偿.实验结果证明该方法测量精度高,实时性强,适用于工业无缝钢管在线高精度检测系统.

为了提高超声无损检测（UNDT）和无损评价（UNDE）中基础数据的信噪比（SNR），提出了一种基于提升小波变换多分辨率分析的超声信号消噪新技术．在分析传统裂谱分析（SSP）方法原理及其局限性的基础上，通过采用提升小波变换多分辨率分析能力将原始超声回波信号进行子带分解，然后按照一定的信噪分离规则来消除噪声，达到提高信噪比的目的．实验结果表明，与传统裂谱分析方法相比，该方法增强了消噪性能的稳定性，提高了超声回波信号的信噪比．

对MEMS中应用广泛的静电微泵进行有限元建模分析．对于涉及多能量域下多场耦合的静电微泵建模，在仿真过程中进行了合理简化．其中在静态分析中，利用圆型薄板的小挠度变形理论和微机电系统中的静电力驱动理论来模拟静电一结构耦合过程；在泵膜的模态分析、谐响应分析以及非线性瞬态分析中，把腔内的流体当作附加质量作用在泵膜上，近似代替流场对泵膜的影响，从而减小计算量，提高了仿真效率．