大型固体激光器光束定位稳定性分析

根据 ICF驱动器系统工程的要求 ,建立光学元件运动量与靶点光束定位之间关系 ,对稳定性进行初估。运用 B类评定方法、光线追迹方法和有限元数值模拟方法进行检验和校正 ,使其更具有可行性。并从结构随机振动理论出发 ,将结构用单自由度线性系统的平稳随机振动模拟 ,实现稳定性值激励源的重分。     

耦合器的设计与实验

利用五自由度机械调节法 ,设计了新型五自由度耦合器 ,将随机偏离机械轴的激光光束耦合到空芯传能光纤中 ,从而降低了因激光光束偏离机械轴给空芯传能光纤带来的传输损耗。使空芯传能光纤的传输性能得到更大的提高 ,使耦合方法更加简单和方便。     

无额外自由度广义有限元的近不可压弹-塑性分析

研究了常规有限元方法在近不可压弹-塑性分析中的体积自锁问题,并在广义有限元框架下引入无额外自由度的强化函数对此问题进行了改进.一方面,插值函数在引入强化函数后获得了更加丰富的近似空间,提高了在体积近似不变约束下正确反映结构变形的能力;另一方面,强化函数的建立不依赖额外自由度,从而消除了传统广义有限元方法中的线性相关性问题.分析并验证了常规有限元在线弹性、超弹性和塑性分析中的体积自锁问题具有不同的触发条件和表现形式.3个典型的数值算例表明,无额外自由广义有限元能有效地缓解体积自锁并得到准确合理的计算结果.     

两自由度舵-轴系统振动三维效应修正模型

考虑到小展弦比舵所存在的三维效应,利用附加质量系数ε和环量系数δ对经典Theodorsen两自由度运动方程进行修正,并与经典颤振实验结果进行比较,验证了修正后两自由度运动方程的适用性.质量比μ的不同会引起两自由度舵-轴系统振动V-g曲线形态的差异,故根据V-g曲线形状的不同将系统的振动分为第一类振动和第二类振动,其对应情况下可能发生的颤振为第一类颤振和第二类颤振.利用修正后的两自由度颤振理论模型分析了支撑刚度k_h、扭转刚度k_α、舵弦向重心位置x_α和初始攻角AOA对舵-轴系统颤振特性的影响规律,并通过开展相关实验对理论计算值进行验证,实验结果与计算值吻合良好.计算结果表明,k_h,k_α,x_α和AOA对颤振速度V_F存在显著影响,它们可以分别在一定的取值范围内导致系统发生第二类颤振.并且,V_F随k_h的增大单调增大,随k_α和x_α的增大先增大再减小,随AOA的增大则逐渐减小.其中,令V_F存在非零值的x_α取值范围狭小,反映了系统振动形态对x_α的敏感性.因此,在设计阶段避免将x_α设置在这个狭小的范围内可以降低颤振的发生几率.另一方面,由于V_F对k_h和k_α的反应缓慢,一旦颤振发生就可以通过将刚性轴锁紧来消除颤振效应.     

高分辨率空间望远镜分块主镜位置误差的在轨校正

针对同轴偏场三反射镜系统用Zemax软件建立了主镜分块模型,提出了基于灵敏度矩阵反演的分块镜位置误差校正方法.对于非圆形的环扇形分块镜,采用环扇域正交的Zernike多项式拟合出瞳波像差.仿真计算了分块镜的灵敏度矩阵,验证了分块镜位置误差和出瞳像差变化量间的线性关系.仿真结果表明,当分块镜具有五个校正自由度时可以将光学系统恢复到设计状态,当分块镜只有三个校正自由度时会有少量剩余误差.     

极化自由度对分束器出射光场的量子相干性影响的研究

我们在讨论粒子数态光场在分束器上干涉后得到的输出态的量子相干性时,考虑了入射场的极化自由度.利用campos[1]等人提出的量子分束器的SU(2)理论模型,计算得到了输出光场所处状态的表达式.进而讨论了光场在两个不同的入射空间模上极化方向对两个输出空间模上光场二阶量子干涉度的影响.     

不确定度的估算与表示

介绍了不确定度的有关概念,提出了对不确定度A类分量及B类分量的评定方法,给出了不确定度合成及展伸不确定度的表示式。     

周期性冲击载荷下冲床调模计数器的隔振研究

针对冲床工作时滑块受周期性冲击载荷大的工况特点,对安装在冲床滑块上的电子式调模计数器进行了减振研究.在电子式计数器结构的基础上,建立了冲击载荷作用下计数器隔振系统的动力学模型;利用傅里叶级数将冲床周期性冲击激励展开并施加到该模型上,并通过分析该模型的动态响应得到隔振系统的传递率.以光电传感器的抗振度为减振指标,采用遗传算法完成了该隔振系统的隔振参数优化.最后在Simulink软件环境下建立了系统的隔振仿真模型,并进行了力和位移传递率的仿真分析.仿真结果显示:计数器的力与位移的传递率明显减小,隔振后计数器承受的冲击加速度小于光电传感器规定的抗振度,达到隔振指标.     

多自由度Maxwell阻尼器减震结构(Ⅱ)——等效阻尼

对多自由度带支撑Maxwell阻尼器减震结构的等效阻尼比进行了系统研究。构建了耗能结构一般微分和积分混合地震响应方程组;基于与多自由度随机平均法分析完全相同的等效准则,建立了耗能结构各振型等效阻尼比的一般解析计算式。与一些典型问题的模态应变能法的计算精度进行对比分析,结果显示:本文方法的计算结果在特定条件下与精确解完全相同;在一个二自由度系统中相对位移响应方差的误差分别为0.99%和0.45%,优于应变能法的8%和5.4%,表明了本文方法的有效性。从而为建立此类耗能结构等效阻尼分析的完备解析解法、直接应用反应谱法进行实际工程设计提供了依据。     

平面光学元件PMD面形检测的调整技术研究

针对相位测量偏折术(PMD)检测平面光学元件面形的光路结构,系统地分析了各部件因各自由度的不确定度变化对重建面形的影响,并且提出了一种高精度的平面元件调整方法。通过对相移算法得到的显示器坐标与通过光线追迹得出的参考面显示器坐标进行比较,能够将被测镜调节至理想测试状态,从而能准确求出被测面上各点斜率,再采用波前重建算法,实现了光学元件面形重建。实验结果显示,有效口径为Ф140mm的平面元件在去掉Zernike多项式前6项的面形数据与干涉仪的测量结果差值在RMS=5nm以内,结果远优于未经过该方法调整的结果。因此,该调整方法可行,能够有效完成对平面元件的精密调整,具有很大的应用价值。