CSNS RCS注入涂抹凸轨磁铁脉冲电源设计

中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)是一台高束流功率质子加速器, RCS注入系统是将直线加速器预加速的负氢离子束流通过剥离的方式注入到RCS环中, 注入系统采用凸轨方案和相空间涂抹技术并要求涂抹凸轨磁铁脉冲电源输出脉冲电流的下降沿能够被程序控制, 电源采用IGBT功率放大的方式产生脉冲电流, 用程序控制电源的给定波形, 通过电源反馈控制系统, 使电源的输出波形跟随电源的给定波形, 达到控制电源输出脉冲电流下降沿的目的. 电源输出脉冲电流的跟踪误差是涂抹凸轨磁铁脉冲电源的重要指标, 为了满足跟踪误差小于2%的指标, 要求IGBT拓扑频率大于400kHz. IGBT拓扑采用IGBTH桥串并联错相工作的方式达到分压、分流和提高频率的作用. 高功率、高频率、快速的响应时间和最佳的反馈控制策略是涂抹凸轨磁铁脉冲电源具有良好性能的关键.     

中能重离子微束辐照装置的真空窗

为了辐照生物活细胞, 束流须经由真空隔离窗引入大气环境中. 在真空隔离窗的设计中, 对结构、材料种类及其厚度的选择既要尽可能地减小束斑展宽, 又要兼顾安全性. 应用有限元分析软件对不同结构、不同材料的真空窗进行受力分析, 模拟真空窗的形变和等效应力, 运用强度理论考察候选真空窗的安全性; 并运用SRIM程序模拟离子的小角散射、横向射程, 计算入射离子的能量、真空窗材料及其厚度、空气层对束斑展宽的影响; 最后提出真空窗适宜的结构、材料及厚度范围.     

基于智能弯曲双胶的铅离子可视化检测

以4-乙烯基苯-18-冠-6为识别分子制备了由响应层和非响应层组成的对Pb2＋敏感的智能弯曲双胶, 并将光子晶体的有序结构引入双胶的凝胶网络增强其在检测中的可视性. 将智能弯曲双胶置于不同浓度的Pb2＋溶液中, 其弯曲程度发生变化, 且与Pb2＋浓度相关. 在裸眼观测条件下, 根据智能弯曲双胶的弯曲程度可分辨0.1～10 mmol/L范围Pb2＋的浓度变化. 此外, 智能弯曲双胶的双层结构还可以抵消其它金属离子如Mg2＋, Na＋和Li＋及温度变化等非特异性因素的干扰. 基于上述实验发现, 可以建立一种全新的Pb2＋可视化检测方法, 在Pb2＋现场初筛检测中具有潜在的应用前景.     

环氧树脂/石墨双极板复合材料的性能分析

以固态环氧树脂(EP)粉与石墨(G)粉混合物为原料,通过低温热压烧结制得一种双极板材料.研究了EP/G复合材料的弯曲强度和电导率随环氧树脂含量、模压温度和保温时间的影响变化.结果表明:随着环氧树脂含量的增加,EP/G复合材料的弯曲强度呈先上升后下降趋势,在EP含量为10;(质量分数)时达到最大,而电导率呈下降趋势;随模压温度的升高,EP/G复合材料的弯曲强度逐渐变大,电导率则先增长后降低;随着保温时间的延长,EP/G复合材料的弯曲强度和电导率都呈现先增长后降低的变化趋势;环氧树脂含量为10;质量分数,模压温度为275 ℃,保温时间为100 min时,所得复合材料弯曲强度为53.11 Mpa,电导率达到209.25 S/cm.     

Rigorous Bounds on the Torsional Rigidity of Composite Shafts with Imperfect Interfaces

We derive upper and lower bounds for the torsional rigidity of cylindrical shafts with arbitrary cross-section containing a number of fibers with circular cross-section. Each fiber may have different constituent materials with different radius. At the interfaces between the fibers and the host matrix two kinds of imperfect interfaces are considered: one which models a thin interphase of low shear modulus and one which models a thin interphase of high shear modulus. Both types of interface will be characterized by an interface parameter which measures the stiffness of the interface. The exact expressions for the upper and lower bounds of the composite shaft depend on the constituent shear moduli, the absolute sizes and locations of the fibers, interface parameters, and the cross-sectional shape of the host shaft. Simplified expressions are also deduced for shafts with perfect bonding interfaces and for shafts with circular cross-section. The effects of the imperfect bonding are illustrated for a circular shaft containing a non-centered fiber. We find that when an additional constraint between the constituent properties of the phases is fulfilled for circular shafts, the upper and lower bounds will coincide. In the latter situation, the fibers are neutral inclusions under torsion and the bounds recover the previously known exact torsional rigidity.      

Determining Critical Stresses for Axially Compressed Cylindrical Shells from an Analysis of Response Characteristics

The stability of metallic and glass-reinforced plastic cylindrical shells is analyzed experimentally. It is established that if the equivalent stiffness is taken as an argument of the formula used to evaluate critical stresses in designing a shell, then the critical stresses depend linearly on its stiffness     

有面内张力和剪力的四边支承各向异性平行四边形板振动、屈曲和弯曲的精确解

给出了弹性地基上四边支承的各向异性平行四边形板在面内张力和剪力作用下自由振动、屈曲和弯曲问题的精确的解析解。此解是利用叠加法得到的重富立叶级数解。与现有结果的比较验证了解的精确性。并给出了一些固定边和简支边组合的多种倾斜角的平行四边形板的自由振动、屈曲和弯曲的数值结果。     

功能梯度梁弯曲分析的无网格解

利用全局薄板样条径向基配点法分析了功能梯度梁的弯曲问题,径向基函数的形状参数对近似精度有很大的影响,而薄板样条径向基函数的形状参数选取比其他径向基函数要容易. 利用高阶剪切变形理论推导了控制微分方程,将该文的计算结果与已有参考文献中的结果进行了对比,以验证该文方法的精度.     

钢结构框架中组合梁等效刚度的确定方法

刚接或半刚性连接的组合梁在荷载作用下,在梁的长度范围内既有正弯矩作用段,又有负弯矩作用段,由于组合梁截面在正弯矩作用和负弯矩作用下截面抗弯刚度不一致,因而在弯矩为零的点处梁的截面抗弯刚度发生突变,而组合梁框架分析的关键是确定组合梁刚度突变分界点的位置及确定在整体分析中所采用的等效梁的刚度。本文根据应变能相等的原理对钢结构框架中组合梁的等效抗弯刚度进行了研究,推导了其等效刚度的表达式,并给出不同荷载作用形式下刚接框架组合梁等效刚度简化计算公式,为组合梁钢框架的整体分析提供了便利。最后分析了水平荷载以及梁柱连接特性对组合梁等效刚度的影响,分析结果表明,采用本文提出的组合梁等效刚度进行半刚性连接框架整体分析偏于安全。     

随机连续梁弯曲振动系统的频率可靠性分析

根据随机连续梁弯曲振动系统的固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了随机连续梁弯曲振动系统的可靠性模式和系统的可靠度,提出了避免共振的频率可靠性分析方法,对随机连续系统共振问题的准失效分析方法进行了探索。