光学反射镜柔性锥套连接结构的设计与分析

针对空间光学遥感器反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种柔性锥套结构,它在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性。对某光学反射镜组件中的柔性锥套进行了合理的结构设计,并对柔性铰链参数进行了分析,采用有限元法对反射镜组件的非柔性锥套连接结构和柔性锥套连接结构在自重和热两种工况下的反射镜面形精度进行了仿真分析。分析结果表明:由柔性锥套连接的反射镜在自重工况下面形PV值较非柔性锥套连接形式变化不大,而热变形明显好于非锥套连接的面形精度,PV值由43.9nm降到了27.5nm,对热的贡献较大;连接在整机工况下的反射镜组件的反射镜面形精度可满足遥感器的成像质量要求,保证了结构的热尺寸稳定性。因此这种柔性锥套连接结构在实际遥感器结构中是合理可行的。     

基于接触非线性分析方法的反射镜组件工程分析

工程中将实际的非线性系统近似为线性系统,用线性分析方法对所研究的对象进行分析往往会带来较大的求解误差。介绍了产生结构非线性的主要因素,并在接触理论基础上,对某空间相机反射镜组件进行了合理的有限元建模。采用接触非线性分析方法对螺钉预紧时反射镜的响应及在自重和温度载荷作用下反射镜的变形进行了分析。通过比较线性分析与非线性分析的结果表明:采用非线性分析的结果更接近实际;在空间相机的工程分析中,对某些接触部位采用非线性的分析方法可以提高分析精度。     

平行光管主反射镜组件的非线性有限元分析

为了提高对光学仪器中光机结构分析的精度,引入了非线性分析方法,用非线性有限元法研究了某平行光管主镜组件存在的非线性问题。介绍了产生结构非线性的主要来源,并在接触理论的基础上对主反射镜组件进行了合理的有限元建模。采用接触非线性分析方法对螺钉预紧时反射镜的响应及在自重和温度载荷作用下反射镜的变形进行了分析。将线性和非线性分析结果与实际结果进行了对比,结果表明,采用接触非线性分析方法对反射镜组件进行工程分析减小了分析误差。因此,在工程分析中,对某些接触部位采用非线性分析方法可以提高分析精度,得到的结果更加符合实际。     

平行光管主反射镜组件的非线性有限元分析

为了提高对光学仪器中光机结构分析的精度,引入了非线性分析方法,用非线性有限元法研究了某平行光管主镜组件存在的非线性问题。介绍了产生结构非线性的主要来源,并在接触理论的基础上对主反射镜组件进行了合理的有限元建模。采用接触非线性分析方法对螺钉预紧时反射镜的响应及在自重和温度载荷作用下反射镜的变形进行了分析。将线性和非线性分析结果与实际结果进行了对比,结果表明,采用接触非线性分析方法对反射镜组件进行工程分析减小了分析误差。因此,在工程分析中,对某些接触部位采用非线性分析方法可以提高分析精度,得到的结果更加符合实际。     

空间遥感器高体份SiC/Al复合材料反射镜组件设计

为消除反射镜与支撑结构材料线胀系数差异产生的热变形对反射镜面形精度、系统成像质量的影响, 采用高体份SiC/Al复合材料作为新型反射镜组件的材料。首先, 通过合理的结构设计及有限元分析比较, 确定了Ф600 mm口径反射镜结构参数, 然后, 对反射镜组件进行了静力学和动力学分析, 在1 g重力载荷作用下, 反射镜X、Y、Z方向去除刚体位移后的镜面变形RMS值分别为12.6, 12.7, 12.6 nm, 达到了λ/50(λ=632.8 nm)。最后, 为了验证高体份SiC/Al复合材料反射镜组件的结构性能及检验结构在振动条件下的抗干扰能力, 对反射镜组件进行了力学试验, 反射镜组件的一阶谐振频率为556.6 Hz。力学试验前后, 反射镜镜面面形误差RMS分别为0.021λ、0.025λ, 没有明显变化。实验结果表明:高体份SiC/Al复合材料反射镜达到了与SiC材料反射镜相同的设计指标要求, 能够满足空间应用。     

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。     

大口径空间反射镜Cartwheel型柔性支撑设计

针对同轴三反式空间光学遥感器对大口径主反射镜组件的高刚度、高强度、高热稳定性等特殊要求,提出一种基于Cartwheel型双轴柔铰的三点柔性支撑结构。首先利用无量纲方法研究了单个柔性支撑的柔度特性,然后利用有限元方法对反射镜组件的静力学、动力学与热特性进行灵敏度分析,确定了支撑结构中柔性环节的几何尺寸参数,并进行了有限元数值仿真。最后,利用面形值为λ/40均方根(RMS)的非球面镜进行了反射镜组件面形检测实验并利用等效球面镜组件进行了动力学实验。仿真与实验结果表明:当柔性环节尺寸为:壁厚t=8mm,直梁高度h=4mm,直梁长度L=8mm时,在正交三向自重与15℃稳态温升作用下,反射镜面形精度RMS小于12nm;反射镜组件一阶固有频率实验值为296Hz,与仿真结果相差6%,能够满足使用要求。     

Ф2020 mm口径空间红外相机主反射镜设计

针对某Ф2 020 mm主反射镜,为了保证空间红外相机主反射镜具有良好的面形精度及较高的一阶固有频率,对其支撑结构进行了针对性研究。根据反射镜的尺寸形状和面形精度要求,确定了反射镜的背部支撑方案。设计了采用两种柔性方式串联的柔性结构用于主反射镜的支撑,并确定了柔性环节的应力最大位置。采用有限元方法对反射镜组件在力热耦合状态下进行了仿真分析,结果表明反射镜全口径最大面形误差RMS值为27.02 nm,组件一阶谐振频率为95 Hz。对相机处于装调状态装星状态时反射镜的面形进行了有限元分析,结果表明满足总体对主反射镜的设计要求。     

长条形空间反射镜无热化胶层的优化设计

为了实现尺寸为1 200 mm×484 mm的大长宽比长条形空间反射镜的无热装配,减小反射镜面形精度受热应力的影响,本文对环氧胶(GHJ-01(Z))胶层厚度对反射镜面形的影响及胶层在静、动力学载荷下的应力进行了研究。首先,介绍了现有的几种基于胡克定律推导的无热粘结厚度方程及其假设条件,并推导了带有锥度的背部盲孔反射镜无热粘结胶层厚度的方程,得出无热粘结胶层厚度曲线;然后,建立了6种不同胶层厚度的反射镜组件模型并进行了分析与比较。通过分析,在+5℃温升工况下,反射镜胶层厚度为0.07 mm时具有最好的面形精度,其RMS值0.0178λ,其检测方向在自重作用下的面形精度RMS值为0.0173λ,一阶频率为220.17 Hz;最后对胶层无热化设计后的反射镜组件进行了振动试验和粘结剂剪切强度试验,分析与试验表明:反射镜组件一阶频率为216.4 Hz,与有限元分析结果相对误差为1.71%;满足动静态刚度要求;同时,在动力学载荷下该厚度胶层的应力均小于其固化后的抗剪强度,安全裕度为2.46;各项指标满足设计要求。     

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.     

现代仪器在胆结石研究中的运用

对胆结石组分和元素进行准确的分析可为治疗胆结石和预防其复发提供重要的参考。文章综述了现代仪器在胆结石研究中运用的研究进展,这些技术包括拉曼光谱、能谱(EDX)、傅里叶红外光谱(FTIR)及其二阶导数谱、热重分析(TG)、差示扫描量热法(DSC)、原子吸收光谱、电感耦合等离子发射光谱、高效液相色谱(HPLC)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等。     

基于无机元素的含量判别食醋的种类和品牌方法研究

化学计量学广泛应用于食品种类和原产地的区分。文章采用原子吸收法测定了32个食醋样品中的Mg, K, Pb, Zn, Fe, Mn, Ca和Cu等八种无机元素含量。采用向量相似法计算了陈醋和白醋以及同一种类不同品牌食醋的相似度;通过聚类分析和主成分分析对来自北京、江西、江苏和山西4个地区品牌的食醋进行了分类,对不同种类的食醋(陈醋和白醋)也进行了分类。聚类分析和主成分分析都将食醋样品分为两大类,每个大类又将食醋样品按不同品牌分开。食醋中无机元素含量差异可作为食醋种类和品牌判别的测量指标之一。     

Power law classification scheme of time series correlations. On the example of G20 group

A power law classification scheme (PLCS) of time series correlations is proposed. It is shown that PLCS provides the ability to classify nonlinear correlations and measure their stability. PLCS has been applied to gross domestic product (GDP) per capita of G20 members and their correlations analysed. It has been shown that the method does not only recognise linear correlations properly, but also allows to point out converging time series as well as to distinguish nonlinear correlations. PLCS is capable of crash recognition as it is shown in the Argentina example. Finally the strength of correlations and the stability of correlation matrices have been used to construct a minimum spanning tree (MST). The results were compared with those based on the ultrametric distance (UD). Comparing the structures of MST, UD and PLCS indicates that the latter one is more complicated, but better fits the expected economic relations within the G20.     

Recent Applications of Fourier Transform Infrared Spectrophotometry in Herbal Medicine Analysis

Abstract

Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is a fast and nondestructive analytical method. Associated with chemometrics, it is a powerful tool for the pharmaceutical industry. It is becoming a suitable technique for analysis of herbal medicine. This review focuses on the recent developments and updates for the qualitative and quantitative analysis of herbal medicine using FTIR. Moreover, it can be implemented during herbal drug development, in production for process monitoring, or in quality control laboratories.     

光谱分析在煤结构研究中的进展

煤结构是各类煤相关研究的微观基础,光谱分析作为煤结构研究的重要方法被广泛应用,其在煤结构研究中的进展对光谱分析方法的普及、应用和发展有重要意义。光谱分析方法研究煤结构已成为煤化工领域使用的常规方法,能够快速无损检测,对煤分子结构的破坏小,可为不同环境条件下煤物理化学性质的变化提供有效的检测手段。从光谱分析在煤质、大分子结构、煤中元素三个方面介绍光谱分析方法,主要对傅里叶变换红外光谱（FTIR）、Raman光谱分析、核磁共振谱（NMR）进行综述介绍,阐明其在煤结构研究中的发展历史、应用的关键研究结果及其意义。综合国内外煤结构研究中的多种光谱分析方法及应用现状发现：目前研究并没有彻底解决煤结构特征及性质变化的问题,缺乏对煤结构光谱特征信息共性的总结,未能形成煤中官能团和元素的不同光谱信息数据库,存在光谱特征峰与煤结构信息不对等的问题,即在某波长存在特征峰但无法与煤中官能团匹配,或煤官能团受元素组成、键能等影响对多波长产生响应的问题。现阶段对原煤自然状态下结构的研究已经不能满足煤应用中产生的问题,单一的光谱分析方法不能全面分析煤结构特征,且对影响煤结构光谱特征变化因素的研究较少,尤其是煤样的前处理和煤在萃取等过程中,前处理液和萃取剂对煤光谱特征的影响。展望光谱分析在煤结构的研究中可以从以下几方面入手：光谱分析与其他方法的联用以综合描述煤结构,如化学方法、高分辨率透射电镜(HRTEM)、扫描轨道显微镜（STM）、质谱（MS）等方法的联用,定性、定量全面分析煤结构特征;多种条件下煤结构及光谱特征,现阶段应利用光谱分析方法研究煤在多种条件下的结构特征及性质变化,解决煤在实际应用中的问题。如对煤进行氧化、氢化、热解、燃烧、低温、液化、汽化等处理,分析过程变化和产物特征,有助于推测母体煤的结构,了解煤的性质,控制煤物理化学过程变化中的产物,获取煤的精细化学品;煤光谱分析特征信息库建立,网络大数据背景下建立煤光谱分析特征信息库及可视化数据查询平台,实现多条件模拟假设,演示和探索煤结构在不同条件下的动态变化,利用人工智能、云计算方法实现煤各类光谱数据的处理分析,增强光谱数据信息挖掘,提升数据有效性和实用性。     

小波分析及神经网络方法在核物理及核工程中的应用

介绍了小波分析和神经网络方法在核物理及核工程领域的应用现状。 分别对小波分析及神经网络方法的基本原理进行了介绍, 详细讨论了小波变换中的多分辨分析方法在γ能谱平滑以及核电站设备监测等方面的应用, 讨论了连续小波变换在γ能谱分析、 粒子种类鉴别以及核反应堆安全监测等领域的应用。 同时, 还详细介绍了神经网络方法在以上各领域的发展现状。 最后, 展望了两种方法在核安全检测、 核辐射防护以及核电站实时监控等领域的发展趋势。 Applications of wavelet analysis and neutral networks in the field of nuclear physics and engineering are reviewed. The principle of these two methods are introduced briefly, and then the applications of multiresolution analysis technique in the smoothing of γ ray spectroscopy, and in nuclear power plant monitoring are discussed in detail. Applications of the continuous wavelet analysis method in γ ray spectroscopy analysis, in particle identification , and in nuclear reactor safety monitoring are also talked over. In addition, the applications of neutral networks in above fields are introduced. Finally, the trends of the future development for these two methods are prospected.     

基于子空间分析的人脸识别方法研究

人脸识别技术是模式识别和机器视觉领域的一个重要研究方向,在众多人脸识别的算法中,基于子空间分析的特征提取方法以其稳定可靠的识别效果成为了人脸识别中特征提取的主流方法之一。本文对目前应用较多的子空间分析方法进行了研究,具体介绍了线性子空间分析方法：主成分分析（PCA）、线性鉴别分析（LDA）、独立主成分分析（ICA）、快速主成分分析（FastICA）等及非线性子空间分析方法：基于核的PCA （KPCA）等的基本思想及其在人脸识别中的研究进展,包括一些新的研究成果。此外,还应用orl及Yale B人脸库对几个基础的子空间方法进行了验证实验。实验结果表明,在几个子空间分析方法中,FastICA算法取得了最高的识别率。最后结合实验结果对各算法的优缺点进行了分析总结。     

现代仪器在泌尿系结石元素分析中的运用

对泌尿系结石所含元素进行准确的分析可为治疗尿石症和预防其复发提供重要的参考,文章综述了现代仪器分析技术在泌尿系结石元素分析中的运用及其研究进展,这些技术包括：X射线光电子能谱(XPS)、质子激发X射线发射光谱(PIXE)、能量分散X射线分析(EDX)、电子束探针微区分析(EPMA)、原子发射光谱(AES)、原子吸收光谱(AAS)、电感耦合高频等离子体发射光谱(ICP)、X射线荧光光谱(XRF)及离子选择性电极等。     

Organic and inorganic discrimination of ballpoint pen inks by ToF-SIMS and multivariate statistics

Surface analysis by ToF-SIMS analysis of ballpoint pen ink markings was performed for discrimination. ToF-SIMS provided non-destructive analysis of ink's organic and inorganic components directly off paper with no interference from the paper substrate. Organic and inorganic information were collected simultaneously and processed with PCA, discriminating 41 out of 45 pairs (91%) of pens analysed. Minimal sample preparation and analysis time, the simultaneous acquisition of organics and metals, and ability to analyse trace amounts gives this technique advantages over others currently utilised in the forensic field. Simultaneous acquisition of organics and inorganics has not been presented before for the characterisation of these materials. It was indicated that pens from the same manufacturer, but discrete batches, can be significantly different.     

基于ANSYS的红外光学系统的有限元分析

红外光学系统作为空-空导弹的重要有机组成部分,要经历复杂的动力学环境。采用有限元分析方法对红外光学系统结构在工作状态下的变形、应力及固有频率进行了全面分析。验证了光学系统的结构是否满足光学像质要求和刚度要求,确定了面形变化的显著区域,并专门对其中的关键结构进行了详细分析,进而提出结构优化的途径。该方法对光学系统结构设计和分析具有现实意义,有助于进一步分析研究光学系统结构动力学。