差动式光纤Bragg光栅沉降仪

研制了一种测量地表沉降变形的差动式光纤Bragg光栅沉降仪。等强度悬臂梁的底部固定于工地上的固定平台,顶端通过刃口、挂钩和连杆与沉降墩连接。在该测量中,沉降仪将沉降墩的地沉降量转换为悬臂梁的挠度。悬臂梁作用粘贴于其上下表面的光纤Bragg光栅产生应变,即传感光栅的Bragg波长产生了移位。对粘贴在悬臂梁上、下表面的传感光栅的Bragg波长进行差动运算,实现温度补偿,减小人为和气候因素的影响。在挂钩和沉降敦之间采用了螺旋结构连接,可通过调整螺旋或更换不同长度的挂钩来调节传感器的测量范围。荷载实验表明,该沉降仪的测量精度为0.004mm,低于变形测量中的科研级测量精度0.01~0.05mm。     

北京既有地铁防排烟系统改进措施研究

北京地铁1、2号线由于修建年代较早,防排烟系统与消防设施配备等方面不够完善,需要进行防灾研究.本文通过对北京地铁1、2号线典型车站进行现场调研与试验测试,分析通风防排烟系统现状,找出不符合规范以及需要改进的地方,依据现状评估提出可行的改造建议,利用CFD数值模拟验证改造建议的可行性和考察改造效果,最终达到改造车站防排烟系统使之满足安全要求的目的.     

ITER驱动混合堆次临界包层燃料区结构设计与分析

基于国际热核聚变实验反应堆磁约束聚变-裂变混合能源系统次临界包层的物理-热工设计结果,提出了聚变-裂变混合堆次临界包层燃料区结构设计方案,包括纵骨支撑结构、燃料区结构和锆包壳结构。运用Pro/e建模软件建立了次临界包层燃料区结构模型,并利用ANSYS-workbench mechanical有限元分析软件对纵骨式支撑结构开展了初步力学分析,得到了燃料部件和纵骨式多层支撑结构的最大Tresca应力值、应力分布云图和总变形量,其中最大应力为87.04 MPa,最大变形量为0.17mm。按照第3强度理论校核,计算结果表明纵骨式次临界包层结构各部件能够满足强度要求。     

联合InSAR与PCA的北京平原地面沉降时空分析

20世纪70年代以来，由于地下水超采、可压缩层厚度不均等引起的不均匀地面沉降已逐渐发展成为北京平原最严重的地质灾害之一。目前，北京平原最新时段的地面沉降时空分析的研究报道较少。根据主动微波获取的39景Sentinel-1A光谱影像，使用SBAS-InSAR技术，获取了北京平原2017年5月—2020年5月的地面形变数据；利用主成分分析法对北京平原的地面沉降时空特征进行了分析。在SBAS-InSAR技术处理中设置时间基线120天、空间基线的阈值设置为最大临界基线的45%，生成154个干涉对；对所有干涉对进行配准、干涉，对干涉后的结果进行去平、使用Goldstein算法进行滤波、生成相干系数图并使用最小费用流算法进行相位解缠，筛选73个优质的干涉对进行轨道精炼与重去平，以估算和去除残余相位；通过时间高通滤波、空间低通滤波去除大气相位；最后采用最小二乘法和奇异值分解获取北京平原2017年5月—2020年5月的地面形变数据。在监测时间段内平均沉降速率最大为114.9 mm·yr-1，最大累积沉降量为345.9 mm·yr-1，均位于朝阳金盏。2019年平原中部沉降速率超过50 mm·yr-1的范围相比2018年有所减小；海淀区、昌平区、大兴区沉降速率超过50 mm·yr-1的影响范围在逐渐增加。利用主成分分析法对北京平原地面沉降进行分析，得出其前三个主成分解释了99.11%的数据特征。第一主成分解释了96.48%的特征，反映了因地下水长期开采引起地面的长期沉降且不可恢复的过程，但南水进京对地下水的补给减缓了平原中部地区的沉降速率；第二主成分解释了2.11%的特征，突出了以年际为周期的沉降过程，该特征与可压缩层厚度和土地利用类型等因素有关；第三主成分解释了数据集0.52%的特征，强调了由降雨调控的季节性弹性形变。研究结果在北京平原地面沉降综合治理方面具有一定的科学价值。     

基于多源系统融合的结构形态感知技术

针对薄壁结构零件在装配过程中由于装配状态变化存在的装配受力变形问题，结合数字孪生发展背景，提出一种激光跟踪、视觉测量、光纤监测多源系统融合的结构形态感知技术。首先，建立多源系统多站位坐标统一模型，实现坐标基准统一；其次，建立异构数据融合模型，完成光纤监测波长与空间点坐标异构数据统一，基于高斯过程实现多源数据融合，预测变形点云，实现产品结构形态感知；最后，以蒙皮薄壁结构为例，模拟装配变形实验。结果表明，融合方法所感知数据更好地反应实际变形，其平均相对误差为4.66%，绝对误差保持在0.016 mm。多源异构数据融合基于实测数据预测形变点云，可实现结构实时变形监测，从而简化视觉测量方式，提高了曲面信息保真度，为动态孪生模型构建提供新思路。     

超高速摄影中蜂窝结构转镜的设计与力学分析

 提出了蜂窝结构的三面体转镜,对这种新型转镜做了结构设计,并利用3维有限元计算技术,分析了蜂窝结构的三面体铝合金转镜的力学性能。结果表明：对镜面尺寸17.325 mm、轴向长度32.5 mm的三面体铝合金转镜,在5×10 ⁴ r/min转速下,镜面最大变形量为0.547 μm,约为原结构铝合金转镜镜面的16%,与相同结构尺寸的铍转镜镜面变形量处于相同量级;内部最大应力小于原结构铝合金转镜。     

典型结构参数对船体梁抗水下爆炸特性的影响

为了提升舰船抗水下爆炸冲击防护设计水平，首先需要揭示舰船典型结构参数变化对其损伤特性的影响规律。以某型舰船为参考，保留主要结构特征参数，设计了接近真实尺度的梯形横截面船体梁。利用Geers-Hunter理论公式得到各计算工况下的水下爆炸载荷，基于ABAQUS有限元数值模拟方法，对比分析了船体梁长度、外板板厚、型深、型宽等参数变化对船体梁抗水下爆炸冲击的结构响应特性的影响。提出了一种可以表征各典型结构参数对船体梁整体结构强度影响规律的无因次结构强度因子。结果表明：气泡脉动频率与结构固有频率耦合将导致中垂变形；船体梁长度增加使得结构抗弯能力减弱，在水下爆炸响应中的初始中拱变形缓慢增加，最大中垂变形显著增加；船体梁外板板厚、型深、型宽的增加会导致结构在响应期间的初始中拱变形和最大中垂变形减小；初始中拱变形受结构参数变化影响的敏感程度低于最大中垂变形。提出的无因次结构强度因子可以较好地表征船体梁结构整体强度。     

单色仪波长定标中狭缝设置的影响分析

单色仪作为一种分光仪器，在传感器的辐射定标等方面具有重要应用。在实际应用过程中，其波长和带宽的设置对传感器的精确定标具有重要影响。使用低压汞灯作为波长标准光源，通过对其特征谱线扫描的方法，研究了传感器定标过程中，设置单色仪不同的狭缝宽度，对传感器精确定标具有重要影响。结果显示，当出射入射狭缝相同，同时改变其宽度的情况下，与典型校准状态(出射入射狭缝宽度设置为0.5 mm)相比，波长偏差量达到0.17 nm；当入射狭缝与出射狭缝不一致时，与典型校准状态相比，波长偏差量达到0.18 nm；当光源未充满入射狭缝与充满入射狭缝相比，最大误差达到0.02 nm，该影响几乎可以忽略。在相关的传感器光谱辐射定标实验研究中，单色仪的定标精度和准确性评估等方面具有重要应用。     

超环面聚焦镜压弯装置的优化设计

介绍了同步辐射光束线中,超环面聚焦镜四点压弯装置的机械压弯原理,建立了四点压弯装置的数学模型.针对压弯柱面镜子午方向微小（最大挠度为10－2mm级）弯曲变形,给出理论圆弧线与实际压弯挠曲线之间误差非线性函数,采用CAE技术对误差函数的求解,优化了压弯点力学参量l,使误差函数取值最小.最后通过北京中能辐射光束线中超环面聚焦镜的工程实践,验证了优化设计的正确性.     

PS-InSAR技术在北京平原区地面沉降监测中的应用研究

北京市近60年长期超量开采地下水已经引起了严重的地下水水位下降和大范围地面沉降,截止到2009年最大累计沉降量达到1 096 mm,并以30~60 mm·y-1速率扩展,严重威胁城市规划建设和人民交通安全。相对于传统的水准测量、分层标等地面沉降监测手段,永久散射体干涉测量技术(PS-InSAR)可以快速获取高分辨率的地表形变细节信息。利用PS-InSAR技术和2003年12月—2009年3月Envisat卫星29景ASAR影像监测北京平原区地面沉降发展情况,发现北京平原区沉降漏斗已连成一片,沉降梯度变化较大地区主要分布在北京第四系凹陷区,覆盖面涉及朝阳、昌平、顺义、通州等区县,并有东移外扩趋势,平谷县境内出现新的沉降中心。沉降分布受前门—良乡—顺义、黄庄—高丽营、南口—孙河等主要断层控制,地面沉降与地下水水位变化具有明显相关性,呈现季节性下降(3月—6月)与回弹(11月—3月)趋势,并受弱透水层应力应变本构关系(弹性-塑性-黏弹性)影响。     

上海光源准直测量方案设计

 上海光源在准直测量方案设计中面临的最大挑战来自于松软地基及高精度的定位要求。上海光源的准直过程分为控制网测量、元件标定、预安装准直、现场安装及平滑测量5个关键步骤。采用激光跟踪仪和静力水准系统等测量手段，将控制网精度设计为0.08 mm，其余步骤精度达到0.05 mm，以保证相邻共架机构的准直精度达到0.12 mm，优于0.15 mm的设计指标。方案在注重精度指标的同时，还兼顾了可靠性、测量效率、费用及实时监测的可能性。     

基于光纤光栅绝对测量技术的高耐久智能钢拉杆

针对目前钢拉杆构件缺少施工荷载下的内力测试和服役期间的长期监测手段问题,采用玻璃钢封装技术研制开发出一种新型的基于光纤光栅绝对测量传感技术的高耐久性智能钢拉杆。在理论屈服荷载85%的拉伸荷载下,智能钢拉杆感知的应变具有很好的线性度和重复性,由其得到的测试杆力与实验张拉力吻合良好,误差在4%以内。该智能钢拉杆具有抗电磁干扰、传感距离长、成本低、耐腐蚀、绝对测量等优点,既可以方便给出任何阶段的受力状态,也可以作为一个大应变式荷载传感器对其相邻的结构进行荷载监测,适合用于恶劣服役环境下的钢拉杆工程结构。     

某航空光电稳定平台方位框架设计和分析

直升机载光电稳定平台载荷近红外相机在垂直成像过程中会产生像旋,为了消除像旋,同时满足载机对光电稳定平台的体积尺寸要求,提出悬臂式方位框架的结构方案,建立了方位框架结构的三维模型。利用有限元方法建立仿真模型,分别进行静力学分析和模态分析,研究方位框架悬臂结构的合理性。在24.5 kg负载情况下,设计的方位框架最大变形量为0.025 4 mm,满足指向精度误差分配要求;框架结构一阶频率为42.99 Hz,满足系统伺服带宽要求。     

离焦量对空气中激光诱导铜等离子体光谱特性的影响

利用Nd: YAG脉冲激光在空气中烧蚀金属Cu靶,获得等离子体光谱;采用改变离焦量的方法,研究了离焦量的变化对谱线结构及谱线强度的影响;分析了离焦量分别为1mm、0mm和-2mm时,沿靶面法线方向不同空间距离处电子温度的演化规律;并对等离子体光谱的特性和产生机制进行了讨论. 结果表明,谱线结构、谱线强度和等离子体的电子温度都与离焦量的变化密切相关,聚焦点在-2mm处CuⅠ谱线相对强度出现峰值,电子温度数值最大;聚焦点在-0.5mm和-1.0mm附近谱线相对强度遽然降低的现象是由于等离子体的屏蔽效应造成的.     

诊断LiF单晶弹性变形的瞬态X射线衍射

利用瞬态X射线衍射技术对LiF单晶沿晶向[100]方向冲击加载的晶格变形进行了诊断研究。实验在神光Ⅱ装置的球形靶上进行,北四路激光驱动Cu靶获得的类He线作为X射线背光源,第九路为加载光源,对大小为7mm×7mm、厚300μm的受激光加载的LiF单晶衍射,实验获得了LiF单晶晶面(200)压缩和未压缩状态的衍射信号。实验结果表明:LiF单晶在激光沿[100]方向冲击加载下,晶格发生了弹性变形,(200)晶面间距变小,衍射线上移,晶格压缩量为11%;该瞬态X射线衍射技术可用于冲击加载下的微观动态响应特性测量。     

浅析建筑电气安全可靠运行的相关问题

本文结合工程现场实际情况，对建筑电气运行的安全可靠性如何保障，以及在设计、监理、施工中应注意哪些问题，从电源及供电系统的选择、负荷的计算、变配电所、电线电缆、双电源切换箱、动力箱（柜）及配电箱（柜）、大面积住宅用电、防雷和接地接零及安全保护方面进行论述。     

嫦娥一号卫星干涉成像光谱仪现场性能检测实验

介绍了嫦娥一号卫星有效载荷—干涉成像光谱仪现场性能检测实验,包括焦距检测实验、MTF检测实验、谱线位置和光谱分辨率定标检测实验、光谱辐射度定标检测实验.分析了检测的必要性,确定了检测判据,制订了检测方案,规定了实验条件,给出了检测结果.通过实验,保证了干涉成像光谱仪以确定的和良好的技术状态发射.     

基于数字图像相关技术的隐框玻璃幕墙抗风压性能评估

为表征隐框玻璃幕墙面板在复杂边界条件与风荷载作用下产生的不对称挠曲变形并进行安全性评估，采用数字图像相关技术对幕墙样品进行非接触式全场测量。通过重建面板的空间挠曲形貌，建立基于面法线距离、表面高斯曲率、面内大主应变与应变能密度分布的玻璃幕墙抗风压性能综合评估方法。计算结果表明:初始形貌与结构耦合作用下面板挠曲后的最大面法线距离为6.02 mm，小于现行标准实验计算结果，幕墙的实际抗风压性能更优秀；面板四角区域呈双曲抛物面变形，同样存在安全隐患，在左上角出现全场最大面内大主应变257 με。因此该方法避免了传统仪器受限于指定测点数据的缺陷，能够反映玻璃面板变形的全场时空动态变化，为表征隐框玻璃幕墙的抗风压性能提供便捷且有效的技术手段。     

高低位分轴布置燃煤发电机组不同抽汽节流方案的运行灵活性研究

可再生能源装机容量的大幅增长对电网的供需平衡带来极大的挑战，燃煤发电由主体能源向基础能源转变，在消纳可再生能源发电和维持电网供需平衡中发挥着不可替代的作用。本文采用GSE软件搭建了650?C一次再热燃煤发电机组(汽轮机采用高低位分轴布置)的动态模型，研究了四种抽汽节流方案对燃煤发电机组主要热力参数和输出功率的动态特性。结果表明：采用高加抽汽节流，主蒸汽、再热蒸汽主要热力参数变化量显著大于低加抽汽节流；四种方案中，输出功率最大变化量可达211.55 MW；采用高加抽汽节流方案，低位汽轮机组输出功率增大量可达130.15 MW，高位汽轮机组减少量可到156.23 MW；采用低加抽汽节流方案，低位汽轮机组输出功率增大量可达26.21 MW。     

连续波CO_2激光作用下受拉铝板的瞬态破坏效应研究

通过对８ｋＷ连续波ＣＯ＿２（ＣＷＣＯ＿２）激光作用下受拉铝板瞬时破坏效应的实验研究表明：瞬时高温引起板材宏观物理破坏或微观损伤，在预应力作用下演化形成结构断裂的宏观裂纹源；材料的瞬时热软化及其相关结构的宏观受力、变形状态的重新分布，是产生结构大变形和结构失效的主要原因；受拉铝板的预应力越大，结构断裂破坏所需要的入射激光能量也越低。