数字状张拉整体结构的构型设计与力学性能模拟

针对大型张拉整体结构的设计问题,选取四棱柱状张拉整体结构和截角正八面体状张拉整体结构作为基本胞元,采用节点连接节点的方式建立球柱组合式数字状张拉整体结构,并使用基于结构刚度矩阵的大变形非线性数值求解方法对其进行力学性能分析.在两类胞元满足各自的自平衡条件和稳定性条件的前提下,组合得到的数字状张拉整体结构亦处于自平衡稳定状态,搭建了实物模型进行验证.以数字8状张拉整体结构为例,模拟研究了结构承受自重等分布载荷和单轴拉压等端部载荷时的静力学响应,以及结构无阻尼振动时的固有频率和模态等动力学性能.结果表明,结构在自重作用下的变形行为受初始预应力、压杆密度和拉索刚度的影响较大,对其进行合理配置方可确保结构具有足够刚度抵抗自重;结构在单轴拉压作用下呈现非线性的载荷-位移曲线,拉伸刚度随变形量的增大而增大,压缩刚度随变形量的增大而减小;结构的固有频率随初始预应力的增大而增大,而模态振型基本不变.研究结果丰富了大型张拉整体结构的外形种类,有望推动此类结构在土木建筑、结构材料等领域的应用.      

福建省第十届大学生结构设计竞赛结构优化分析1)

以增加结构模型承载自重比与实现结构鲁棒性为目标,通过力学计算、有限元分析和实体模型试验,从材料性质、结构选型、杆件截面设计和制作工艺等方面,对结构模型进行了优化分析,提出了准确掌握材料性能和结构受力特点是结构模型优化的前提条件。     

300MeV质子同步加速器概念设计优化（英文）

目前处于设计阶段的哈尔滨工业大学空间辐照效应装置,其核心部件是由1台10 MeV的注入器、1台300MeV的同步加速器以及输运线构成的加速器装置。同步加速器中引出的质子束流被用于辐照研究。基于装置的概念设计,优化了其同步加速器部分的设计。设计了新的磁聚焦结构,优化了基于新的磁聚焦结构的多圈注入系统的凸轨变化模式,提高了注入效率。为了更好地优化引出束流的时间结构,慢引出系统采用了RF knock-out的方法。为了满足精准辐照的要求,研究了RF Kicker的频率调制,发现RF Kicker的双频调制能使得引出束流更均匀。A research complex for aerospace radiation effects research is in the designing stage in Harbin Institute of Technology. Its core part is a proton accelerator complex, which consists of a 10 MeV injector, a 300 MeV synchrotron and beam transport lines. The proton beam extracted from the synchrotron is utilized for the radiation effects research. Based on the conceptual design, the design study for optimizing the synchrotron has been done. A new lattice design was worked out, and the decreasing pattern of the bump of the multi-turn injection system was optimized to increase the injection efficiency. In order to improve the time structure of the extracted beam, a RF knock-out method is employed in the slow extraction system. To meet the requirement of accurate control of dose, the frequency modulation of the RF kicker is well investigated, and the dual frequency modulation has been found to have a better performance for a uniform spill.     

挤压-堆积复合法制备As2S3红外硫系玻璃光子 晶体光纤及其特性研究

在利用多极法优化设计光子晶体光纤结构的基础上, 充分结合挤压和堆积两种方法的优点, 提出了基于挤压-堆积的新型硫系光子晶体光纤制备技术, 利用As2S3硫系玻璃制备了三层孔环结构光子晶体光纤. 通过理论模拟分析得出了该光纤的色散特性和零色散点, 测试了1550nm近红外光纤激光在该光纤中的传输效果和纤芯光斑能量分布, 利用该光斑测试验证了该光纤在近红外的光能传输局部限制能力和光子晶体的光学初步控制现象.     

碳/环氧复合材料在航天有效载荷支撑结构中的应用

为了满足航天有效载荷轻型化、高比强度、高比模量的要求,分析了航天有效载荷支撑结构常用工程材料的优缺点;阐述了碳/环氧复合材料在航天有效载荷承力支撑结构中应用的可行性;介绍了该材料在航天有效载荷中的实际工程应用及相关设计方法。用优化设计后的碳/环氧复合材料支撑机构支撑80 kg重的有效载荷,在正弦振动和随机振动试验过程中碳纤支撑座没有发生破坏,而质量相对于铝合金结构降低了近30%。结果表明,碳/环氧复合材料应用于航天有效载荷支撑结构中是可行的。      

新型可调节叶片喷嘴的结构及气动设计

本文针对低温余热能量回收透平装置设计了一种新型的可调节叶片喷嘴机构(Rotatable Vaned Nozzle,RVN),该设计具有结构新颖、可靠性高的特点.在调节结构设计的基础上,采用CFD方法对叶片喷嘴内流动特性进行了数值分析,研究了不同转动角度对喷嘴性能的影响.     

F-P腔喇曼光纤激光器的实验研究

近年来,随着社会信息传输量的急剧增加,人们对喇曼光纤放大器的研究越来越重视,因为它可放大掺铒光纤放大器所不能放大的波段．由于喇曼光纤放大器基于受激喇曼散射效应,一般具有较高的泵浦阈值,需要较大功率的泵浦源．目前较为适用的泵浦方法有两种：采用多个半导体耦合复用和利     

EAST真空隔断结构设计与热力耦合分析

介绍了真空隔断的结构设计,并利用ANSYS分析软件建立了真空隔断的三维有限元模型,对其进行热力耦合分析,计算得到了结构在正常和故障状态下的温度分布和热应力。通过对计算结果的分析,验证了真空隔断结构设计的合理性,为其进一步的优化奠定基础。     

Design of periodic metal-insulator-metal waveguide back structures for the enhancement of light absorption in thin-film solar cells

To increase the absorption in a thin layer of absorbing material (amorphous silicon, a-Si), a light trapping design is presented. The designed structure incorporates periodic metal-insulator-metal waveguides to enhance the optical path length of light within the solar cells. The new design can result in broadband optical absorption enhancement not only for transverse magnetic (TM)-polarized light, but also for transverse electric (TE)-polarized light. No plasmonic modes can be excited in TE-polarization, but because of the coupling into the a-Si planar waveguide guiding modes and the diffraction of light by the bottom periodic structures into higher diffraction orders, the total absorption in the active region is also increased. The results from rigorous coupled wave analysis show that the overall optical absorption in the active layer can be greatly enhanced by up to 40%. The designed structures presented in this paper can be integrated with back contact technology to potentially produce high-efficiency thin-film solar cell devices.     

基于变刚度结构的光纤布拉格光栅低温环境下的温度増敏方法研究

光纤布拉格光栅采用非电磁信号测试方式,具有显著的抗电磁干扰以及可嵌入被测结构内部等特性,已成为近些年广受关注的光学应变、温度传感与测试新技术。但在极端条件下(如超低温环境),光纤由于受到其自身材料特性的局限,传感特性不明显甚至限制了其应用。基于结构变刚度的力学増敏方法,本文提出了一种适用于低温区的光纤布拉格光栅温度传感増敏的结构设计方法。研究结果表明：该传感结构可有效感应低温下的温度变化,増敏效果明显;并获得増敏效果随结构材料与几何特性的依赖关系,经过优化可使得光栅区对温度和应变的敏感性大大提高,甚至提高1个数量级。最后,完成了这一増敏结构的设计和制备,实验验证了所提方法的有效性和可靠性。