为了提高MEMS微接触式测头的性能，系统开展了测头的结构设计和参数优化．根据测头结构各个部分的设计目标，提出了测头悬挂系统拓扑结构的设计方案．基于测头结构的力学模型，提出了结构参数对测头性能的影响机理，并采用有限元方法对测头的测杆、中心连接体、梁等结构参数进行了仿真优化，获得了符合测头整体性能设计要求的参数及应力分布曲线．

显微干涉测量方法是一种被广泛使用的高精度表面测量方法，其中相移器的性能直接影响到系统测量的精度．对MEMS测量系统中使用的压电陶瓷相移器的主要误差源，包括迟滞、非线性和蠕变等进行了分析，并对开环条件下的相移器运动进行了标定．实验分别在开环和闭环条件下测量了经过NIST认证的标准44nm台阶，说明了两种条件下的测量精度，10次测量的平均值分别为41．34nm和43．24nm，标准偏差分别为2．08nm和0．41nm.

微机电系统（MEMS）测试的主要目的是为工程开发中的设计和模拟过程提供数据反馈，其中一个重要方面就是MEMS器件运动特性的高速可视化。基于计算机控制的频闪干涉测试景统，丈中提出了一种时间轴和空间轴双向解包裹的干涉条纹分析方法，实现了MEMS器件离面运动参数的精确测量，并与微结构平面结构图像模板相结合，可以进行MEMS器件全视场运动的分析，达到了纳米级分辨力。

微机电系统(MEMS)测试的主要目的是为工程开发中的设计和模拟过程提供数据反馈,其中一个重要方面就是MEMS器件动态特性的高速可视化.介绍了一种基于计算机控制的频闪干涉测试系统,用来测量可动MEMS器件的离面运动,实现了纳米级分辨力.该系统采用改进的相移干涉算法,使用一个大功率激光二极管(LD)作为频闪照明的光源,可以实现1 MHz范围内大幅值(十几微米)的微运动测量.这种高离面灵敏度的测量方法特别适合进行微机械(光学)元件的动态特性测量.通过研究一个多晶硅微谐振器的动态特性说明了系统的强大功能.

变压吸附制氧是最近20年来新发展起来的制氧技术,以其为原理制造的制氧机被广泛应用于化工、冶金、环保及医疗卫生等部门.目前,国内大部分厂家在制氧机设计上仍处于二维模型阶段.以实物模型设计为依据,用计算机绘制二维工程图,设计完成后需要制作实物样机.一旦设计方案修改,就必须重新制作实物样机,这样造成设计周期长,人力物力投入大,设计一种新型的制氧机需要花费很长时间.随着计算机技术的发展,尤其是三维CAD技术的广泛应用,设计者在产品设计时,可以直接在计算机上构造三维实体,使得制氧机的设计周期大大缩短.

预应力管桩水泥土复合挡墙支护技术(简称PCMW工法)采用PHC管桩作为挡土构件,其抗弯刚度的合理选取对设计结果和支护安全影响较大。本文引入刚度降低系数,通过开展PHC管桩和钻孔桩的抗弯刚度对比分析研究,建立了面向设计的PHC管桩抗弯刚度和弯矩取值原则;结合工程实例,验证了PHC管桩抗弯刚度计算方法的适用性。研究结果表明:由于预应力的存在,使得预应力管桩开裂后的刚度衰减速度远低于钻孔灌注桩;采用本文推荐的PHC管桩抗弯刚度方法得到的计算结果与基坑监测结果规律性吻合良好。

描述了一种用于微机电系统(MEMS)纳米级微运动测量的Mirau显微干涉系统.该系统利用商业化的Mirau显微干涉仪,它直接安装在光学显微镜上,用于测量一个表面微加工水平谐振器的三维运动.面内运动取决于亮场在最佳焦平面处的图像,而离面运动则取决于频闪得到的干涉图像,该图像在物镜纳米定位器的8个不同位置处得到.实验结果表明了系统进行面内和离面运动测量的纳米级分辨力.

为了实现MEMS器件的计量,一个基于频闪成像原理的MEMS动态测试平台被构建,用于在全频率、相位和电压输入范围内表征器件的全三维运动.系统利用高亮度LED和LD作为脉冲光源,有效冻结MEMS器件的面内和离面运动,能在从静止状态到1MHz很宽的频率范围内对MEMS器件进行表征,达到了纳米级分辨力.通过实验对一个微谐振器进行了三维运动测量,在扫频和扫幅两种工作模式下,配合强大的数据分析软件,给出器件运动的幅频和相频特性曲线,为分析器件的动态性能提供了可靠数据.

利用纳米测量机(NMM)和原子力显微镜(AFM)实现了大范围的计量型AFM,测量范围可以达到25mm× 25 mn×5mm,分辨力为0.1 nm.纳米测量机扩展了普通AFM测头的测量范围,减小了压电扫描器固有特性的影响.运动全范围内的自适应误差补偿通过5个自由度的闭环操作得以实现.系统的高精度是通过3个微型激光干涉仪的零阿贝误差设置,一个表面传感AFM测头以及两个角度传感器实现.系统具有4种工作模式,其中第4种为最佳工作模式.实验结果表明系统具有高精度和大范围的特点.

为进一步探究螺杆压缩机油气分离器安装套筒结构对内部流场及分离效率的影响,采用PumpLinx软件对有无套筒及不同套筒布置结构下的两相流场进行数值模拟。通过对比安装套筒装置前后压力变化曲线,发现有无套筒装置压力变化差别不大,说明套筒并未对压缩机的整机功率造成过多损耗。通过对比套筒正置、倒置以及未安装时的流场分布图、速度矢量图,发现套筒的安置有明显的增加碰撞、减少湍流以及整合流场的作用;进一步分析发现正置与倒布置相比具有更好的油滴撞击和整流效果,进而得出在油气分离筒入口处布置朝上型套筒能提升油气分离效率的结论,为油气分离器结构的进一步优化提供参考。