中心支撑610mm圆形主镜的超轻量化设计

为满足轻小卫星相机质量更轻、性能更好的要求,对某离轴三反空间相机610mm口径圆形主镜进行了超轻量化设计.选用背部中心单点支撑方式,采用变筋厚和变筋高的设计形式,结合集成优化方法,设计的主镜质量仅为6.23kg,面密度约为21.3kg/m2.并设计了主镜的支撑结构,仿真分析了组件的静、动力学性能.结果表明:三个方向重力工况下主镜的面形准确度(RMS值)均优于6nm,4℃均匀温变载荷工况下主镜的面形准确度优于1nm;主镜组件的一阶自然频率为112 Hz,频响分析的最大应力发生在钛合金柔性连接件的螺栓孔处,最大应力值为104 MPa,远小于钛合金的屈服极限870 MPa.主镜轻量化效果显著,主镜组件的静、动力学性能均满足设计要求,本文所述单点支撑形式的最大适用口径为683mm,为同类型空间反射镜的超轻量化设计提供了思路和参考.     

ITER磁体支撑结构有限元分析

磁体支撑结构是国际热核聚变实验反应堆(ITER)的重要部件,对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。通过对磁体支撑结构各工况下的强度、刚度的数值分析,给出了磁体支撑结构对应工况下各零部件的应力分布及变形量;分析结果表明磁体支撑结构各零部件的最大应力值均小于许用应力,满足强度要求,各零部件变形合理,不会出现脱开失稳现象。通过数值分析,为国际热核反应堆磁体支撑结构提供了理论设计数据,提升了磁体支撑结构的安全性和可靠性。     

ITER磁体重力支撑系统的应力强度分析

用ANSYS有限元软件，分析了ITER重力支撑系统的静力情况。采用实体单元建立有限元模型，分析了磁体重量、热载荷、地震和电磁力多种工况下的应力分布及位移变形，获得的最大应力强度和最大位移均在许用应力及允许位移范围内。为进一步优化ITER重力支撑系统提供了重要的参考数据。     

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利用有限元分析软件ANSYS对不同截面的真空室做静力分析,结果表明圆弧形结构比多边形结构强度好。分别对8、16个重力支撑的真空室做静力分析,得到真空室与重力支撑连接位置的应力变化,优选了真空室重力支撑数量。优化设计了真空室与重力支撑连接位置,使其在烘烤时热应力减小。     

一种小型空间反射镜支撑结构的设计与分析

为了确保成像质量,空间光学遥感器反射镜既要满足在重力和温度耦合的复杂工况下面形误差的要求,同时还应具有良好的动态特性.设计了一种圆形小型反射镜,并类比反射镜径向挠性安装原理设计其柔性支撑结构.采用CAE有限元分析软件对该反射镜的柔性支撑结构的参数进行了优化,最终确定了一种合理的柔性支撑结构.经过分析计算,该柔性支撑结构...     

ITER真空室支撑筋板结构设计与强度分析

作为真空室的重要部件,支撑筋板既需要支撑真空室双层壳体,又需要支撑中子屏蔽层。在实际工作中,支撑筋板必须满足运行时的各项强度要求。分析了真空室结构特点,以及真空室支撑筋板的平面布局与结构要求。运用CATIA软件设计了支撑筋板,并在ANSYS Workbench环境下对其作了有限元分析,得到支撑筋板在真空室内工况下的强度应力云图和应变云图。结果分析表明,支撑筋板的结构和强度均满足设计要求,很好地保证了ITER真空室的正常运行。     

铀基聚变-裂变混合堆次临界能源包层有限元力学分析

次临界能源包层是聚变-裂变混合堆的重要部件，对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。本文利用有限元分析软件对次临界能源包层的第一壁结构、支撑固定结构的相关零部件开展了初步的力学分析，得到了各零部件相关结构的最大应力值、应力分布云图和变形分布云图，其中支撑结构的最大应力位于加强筋板与圆柱定位销的连接处，应力值为310.2 MPa；第一壁的最大应力位于“U”形流道拐角处，应力值为240.7 MPa；按相应的评价准则进行结构的强度和刚度校核，计算结果表明次临界能源包层各零部件能够满足计算工况下的强度和刚度要求。     

EAST ICRF天线法拉第屏蔽的电磁分析

法拉第屏蔽是EAST装置ICRF天线的一个重要部件.鉴于法拉第屏蔽的结构安全性,通过运用有限元方法和公式对法拉第屏蔽在等离子体破裂和等离子体垂直位移事件两种工况下进行电磁和结构分析,获得了法拉第屏蔽在这两种工况下所受的电磁力、应力分布和变形情况.分析结果满足设计要求,并为法拉第屏蔽的结构安全性评估提供理论依据.     

EAST超导托卡马克装置主机支撑结构极低温条件下应力应变分析

报道了国家"九五"重大科学工程EAST超导托卡马克核聚变实验装置中心液氦冷却冷质部件的钢/高分子复合材料支撑装置在模拟冷却收缩条件下的应力应变分析结果。单个支撑结构由高分子复合材料桶状结构固定在垂直薄板板簧结构上部组成。实验表明该支撑装置在顶部水平负荷作用下发生S型扭曲,而不是简单的悬臂梁式形变。支撑部件整体在试验范围内,在常温、低温条件下均对外加顶部水平推力呈线弹性形变。但在低温下,环氧树脂部件与不锈钢板簧结合部的应变,随外力呈非线性弹性形变,这与室温下的线性变化成鲜明对照。低温下整个部件刚性增加,与常温比较,同等水平位移需要的外力增加,但是环氧树脂部件上的应力反而较常温下显著减小;不锈钢板簧底部上部与环氧部件结合部应力则显著增加。     

空间SiC反射镜背部中心支撑特性

基于特定的轻量化形式和支撑结构,采用有限元方法研究了口径为500mm的空间SiC反射镜的背部中心支撑特性.通过分析镜体结构参量对反射镜性能的影响,确定了最佳的支撑孔直径与反射镜口径的比例为0.23,指出对不同口径的反射镜需通过优化确定最佳的背部形状,当重力沿径向作用时,增大支撑深度有利于提高面形准确度.支撑结构分析结果表明,柔性连接件底部螺栓圆半径是影响温变载荷工况下的面形准确度和反射镜组件的一阶固有频率的关键因素,要确定最佳的底部螺栓圆半径需综合考虑面形准确度和结构基频两方面的指标要求;背部中心支撑的反射镜面形准确度受外界装配应力的影响较小,且对柔性连接件切槽深度的变化不敏感;支撑长度主要影响结构的动态刚度,减小支撑长度能提高反射镜组件的一阶固有频率.最后确定了空间SiC反射镜背部中心支撑的最大适用口径为750mm,对口径小于750mm的SiC反射镜在结构允许的前提下采用背部中心支撑均能满足设计要求.     

基于有限元分析的小口径离轴抛物面反射镜支撑结构设计

为降低小口径反射镜在复杂环境下的面形误差，满足其动静态刚度和热稳定性要求，通过选用合适的空间载荷材料，对反射镜进行轻量化设计，合理设计可装调的反射镜挠性支撑组件，采用ANSYS对反射镜组件进行有限元分析。分析结果表明:组件一阶固有频率是3 168.5 Hz，在1 g重力作用下反射镜面形误差RMS值可达8.06 nm，在10℃温升载荷作用下RMS可达5.58 nm，在1 g重力和10℃温升载荷耦合作用下RMS值可达11.05 nm，组件在10 g加速度作用下最大应力是2.109 8 MPa，简谐激励作用下最薄弱环节最大响应应力为1.284 6 MPa，均完全满足反射镜组件设计指标要求，验证了支撑结构设计的合理性。     

Radial support analysis for large-aperture rotating wedge prism

The different radial support ways for a rotation prism are presented to evaluate the strains and stresses induced by the gravity action and the thermal effects. Due to the large-aperture, non-uniform quality distribution and especially rotation from 0° to 360°, neither the multi-point support way nor the full surface-contact support can well meet the assembly requirements. The paper proposes a novel project of an adjustable partial surface-contact support way to solve this support problem. The maximum strain and stress under this support way both are less than the tolerance limit of the strength assurance regardless of the prism rotating to any position. Meanwhile, the thermally-induced structural analysis is performed to predict some specific work cases, which is much valuable for the improvement of the assembly design.     

Stress Tensor Fluctuations and Passive Quantum Gravity

The quantum fluctuations of the stress tensor of a quantum field are discussed, as are the resulting space-time metric fluctuations. Passive quantum gravity is an approximation in which gravity is not directly quantized, but fluctuations of the space-time geometry are driven by stress tensor fluctuations. We discuss a decomposition of the stress tensor correlation function into three parts, and consider the physical implications of each part. The operational significance of metric fluctuations and the possible limits of validity of semiclassical gravity are discussed.     

The evolution of bending chains in magnetorheological fluid at external field

The behavior of bending chains in magnetorheological (MR) fluid are observed by applying a vertical magnetic field. This novel structure is stable and controllable with various magnitude of the field. The energy minimization calculation has been carried out to support our observation and to demonstrate the structure stability of the bending chain with the existing of gravity.     

大口径反射镜低附加波前控制技术

为降低惯性约束聚变装置中大口径反射镜在重力作用下附加面型对光束质量的影响,对大口径反射镜镜背支撑技术进行了研究。经支撑结构优化,大口径反射镜由重力导致的附加面型从0.5 m降为0.26 m。对大口径反射镜镜体的打孔工艺、镜体与支撑架联接工艺及镜架结构进行了研究,并加工了样机进行验证,从实际测试结果来看,采用的反射镜打孔及粘结工艺对反射镜面型的影响可以忽略,反射镜镜架结构可以满足反射镜支撑要求,反射镜采用背支撑技术可以有效降低重力带来的附加波前。     

ITER聚变装置重力支撑有限元模态分析

运用有限元分析软件ANSYS建立了ITER装置重力支撑结构环向20°的三维有限元模型，采用子空间法对ITER重力支撑结构系统进行了有限元模态分析，求出了重力支撑系统的前10阶固有频率和振型，并对振型特点进行了分析。