激光智能制造系统中同步控制的实现

分析了激光智能制造系统中同步控制问题,利用现场总线机制和串口通讯机制实现控制计算机对机器人系统和激光器系统的同步控制;设计外围控制电路,实现在加工过程中控制计算机对系统的状态监视和故障处理;运用多线程程序机制设计应用程序,实现控制计算机对整个系统的实时与同步控制.所设计的系统运行稳定,满足了实际工程应用的要求.

与非平衡问题相关的尺度效应:场与微粒

纳米技术的出现,使我们有必要更好地了解,在原子水平上材料微结构的变化是如何影响和控制着材料的宏观性能。这一挑战涉及到许多以前不曾考虑和不曾了解的现象.其中,位错理论的基础现在知道是有问题的.宏观尺度下采用的简化假设,也许不能用于微观和纳米尺度。尺度效应的含义,涉及到物理系统的非均质和非平衡特性。宏观尺度下的均匀与平衡特性,在材料的物理尺度减少到微米量级时就不再保持了。这些基本观点不能够为了方便而随意到处使用,因为这会改变预测的结果。更令人不满的是在建立物理模型时缺乏一致性。由此产生的问题是在确定制造过程中的有关参数时无能为力,导致由于成本过高而不切实际的终端产品。先进的复合材料和陶瓷材料就存在这样的问题,本文将要讨论的是在原子尺度与连续介质尺度下应用理论模型时存在的潜在问题,而不是去揭示自然的真相。主要讨论微粒,均匀连续介质或者两者的结合,尺度效应问题当前的发展趋势,趋向于在有或者没有时间效应的情况下寻找材料微结构的不同特征尺寸,从原子模拟模型中将了解到许多情况,原子模拟计算将揭示计算结果如何随着边界条件和尺度变化而不同。量子力学,连续介质力学和宇宙模型证明,没有普遍适用的方法,当前的主要兴趣也许是针对多尺度物理问题在技术上建

加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是 :系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时 ,加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性 ,我们研究了几例发生在澳大利亚与中国 ,M 5 0～ 7 9之间的地震 ,其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合 ,一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲 ,加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释 ,同时也能对地震的中期预报提供理论基础

可侵蚀地表上方含尘大气运动的数值模型

在稀相气固两相流的双流体模型框架下，导出含尘大气运动的基本方程，其中的源项考虑相间双向耦合作用；通过对基本方程进行无量纲化，求得控制气相和弥散相动力学行为的相似准则，包括弗洛德数、罗斯贝数、颗粒雷诺数、颗粒惯性参数、颗粒剪切横移参数、颗粒旋转横移参数和沙尘质量载荷率等．作为一个模型问题，研究可侵蚀地表上方充分发展湍流大气边界层流动对土壤颗粒的气动卷扬作用，其中计及气动阻力、萨弗曼升力和重力等因素的影响．为了克服由于沙尘跃移运动轨迹交叉导致流动参数多值性所造成的困难，引进拉格朗日坐标下弥散相连续方程．对两种不同风速和4种不同粒径条件下的沙尘运动进行数值模拟，给出相应情况中沙尘运动特性和密度分布剖面并讨论风速和粒径等参数的影响，还细致分析了含尘大气边界层中沙尘与气流之间的能量传递过程．所得的方程、准则和方法可以为土壤风蚀和沙尘暴等自然灾害的预报提供理论基础．

中国科学院力学研究所2003年度科研进展

2003年，力学所在知识创新工程试点工作中取得了新的进展和成果．这一年有两件大事值得记忆：一是中长期发展战略规划的制定；二是抗击非典．力学所在这场战役中结合自己的工作基础，齐心协力，贡献了自己的力量．

腐蚀管道的剩余强度计算方法研究

对目前国内外常用规范进行归纳和总结,得到5种常用方法: ASME—B31G,DM方法,Wes-2805—97,CVDA-84和J积分方法.本文将BP神经网络和遗传算法相结合,得到一种新的神经网络,并将这种神经网络成功用于计算腐蚀管道的剩余强度和最大允许注水压力.通过示例分析,对7种常用规范和本文提出的改进的遗传神经网络方法进行了比较,得到下面结论:不同计算方法计算得到的剩余强度和最大允许注水压力相差较大, Wes-2805-97规范、 ASME—B31G规范、 CVDA-84规范等都比J积分方法计算得到的剩余强度和最大允许注水压力偏大、偏保守; DM断裂力学方法计算得到的剩余强度和最大允许注水压力比J积分偏小、偏危险; J积分方法和基于J积分方法的改进的遗传神经网络方法计算结果比较接近,比较适中,可以认为是计算剩余强度和最大允许注水压力较好的方法.

先进的激光直接制造技术与现代航空装备维修

介绍了激光直接制造的基本原理、技术特点、激光直接制造技术和装备的发展现状以及在航空维修领域的应用,并探讨了今后的发展方向。

中国科学院国家微重力实验室简介

微重力科学是随着当今载人航天技术的发展而发展起来的前沿学科．微重力环境为诸多科学问题的研究提供了机遇，蕴育着自然科学的重大突破，并正在培育新一代高技术产业，是空间科学研究的热点．为适应我国空间科学发展的需要，1995年9月4日由总装备部和中国科学院共同投资建设中国科学院国家微重力实验室， 2003年4月通过全面验收，成为我国微重力科学研究基地．实验室主任为中科院院士、国际宇航科学院院士胡文瑞研究员．依托单位是中科院力学所．

高寒草甸地区陆面过程观测及耦合模式研究

对海北高寒草甸地区水热传输过程进行了系统观测,特别考虑了叶片气孔为非饱和水汽条件下的交换情况,结合修正的根系吸水公式,发展了一个多层陆气耦合模式.利用该模式对中国科学院海北高寒草甸生态试验站地区矮嵩草草甸陆气水热交换进行了数值模拟,分析了湍流交换的物理过程,给出了沿高度分布的各物理量.模拟结果与实测值吻合较好.

海洋平台吸力式基础的土工离心模拟研究与分析

综述了国内外已开展的海洋平台吸力式基础的离心模型试验研究，重点讨论了应用离心机模拟吸力式基础承载特性的研究现状。

加卸载响应比理论用于矿震预测的初步研究

加卸载响应比(LURR)理论是～种前景很好的中期地震预测方法，通常在强烈地震发生前的数月至l～2年I．URR出现高值，因而I。URR可以作为强烈天然地震的前兆，用此方法曾经成功地预测过Northridge地震(1 994年1月17日，M6．7，美国加州)，Nanto地震(1 996年9月11日，M6．6，日本)及不少发生在中国的天然地震。用房山煤矿1 992年8月至1993年7月的微震资料,计算了全年内7组M>2．1矿震前的加卸载响应比γ值，其中5组矿震前γ值均明显大于l(γ≥2 9)。以上结果表明，加卸载响应比理论有可能用于矿震的预测。

Oscillatory Flow Induced Hydrodynamic Forces upon a Pipeline near Erosive Sandy Seabed

An experimental study of the properties of hydrodynamic forces upon a marine pipeline is presented in this paper, in the equilibrium scour conditions for various Keulegan-Carpenter numbers and various initial relative gaps between pipeline and the erosive sandy seabed. The tests are conducted in a U-shaped oscillatory water tunnel with a sand box located at the bottom of the test section. According to the experimental results, the maximum horizontal forces on the pipelines with an initial gap to seabed will decrease to some extent due to scouring process. For engineering appliances, it seems safer to estimate wave induced forces on pipelines under the assumption that seabed is plane. However, it should be noticed that great changes would be brought to the frequency properties of lift forces because of the sandy scour beneath the pipeline, which occurs for certain KC numbers.

Rayleigh-Marangoni-Bénard Convective Instability

The Rayleigh-Marangoni-Benard convective instability (R-M-B instability) and flow patterns in the two-layer system of silicon oil 10cSt and Fluorinert FC70 liquids are studied theoretically and experimentally. Both linear instability analysis and 2D numerical simulation (A=L/H=10) were performed to study the influence of thermocapillary force on the convective instability of the two-layer system. Time-dependent oscillations arising at the onset of convection were investigated in a larger various range of two-layer depth ratios (Hr=H1/H2) from 0.2 to 5.0 for different total depth less than 12mm. Our results are different from the previous study on the Rayleig-B閚ard instability and show the strong effects of thermocapillary force at the interface on the time-dependent oscillations at the onset of instability convection. Primary experimental results of the critical instability parameters and the convective structure in the R-M-B convection have been obtained by using the digital particle image velocimetry (DPIV) system, and a good agreement in comparison with the results of numerical simulation was obtained.