脉冲束流下车载加速器中子源靶传热特性

为了研究不同脉冲束流频率下车载加速器中子源靶的传热特性及其热动态响应,通过调整脉冲束流的频率或脉宽对背部冷却微通道靶的传热性能进行模拟,并通过分析靶内部结构的热沉积分布,探究车载加速器中子源靶的热负载上限以及制约束流的因素。选用能量为2.5 MeV、峰值流强为10 mA的束流开展模拟,结果表明:当束流占空比保持在3%不变时,靶的最高温度呈周期波动,且存在上下包络;随着束流频率的上升,每个脉冲周期内靶的上包络温度逐渐下降,这是由于每个脉冲期间的热冲击下降所导致的;频率上升时,每个周期内加热时间与冷却时间同时缩短,导致其下包络温度在最开始增大后基本保持不变;靶的最高温度随着束流频率增加出现从锂层到中间层钽层的转移。该研究对于车载加速器中子源的束流参数选择和靶冷却设计具有一定的参考价值。

卡塞格伦光学天线系统的光传输特性分析

对激光束经卡塞格伦光学天线系统后光传输特性进行了理论分析和仿真,研究了影响它的一些因素。建立了卡塞格伦光学天线系统的测试平台,对天线的偏轴、热变形和像差等因素对天线的传输效率的影响进行了实验测试,并提出了改进措施。

双周期声子晶体梁弯曲振动带隙特性分析

提出一种双周期五组元声子晶体梁结构,用以研究弯曲波的带隙特性。在无限结构条件下,将其等效为铁木辛柯梁,利用传递矩阵法推导、计算其能带结构,并与简单二组元声子晶体梁结构的带隙进行对比分析,结果表明内部周期的存在主要影响带隙的宽度。在有限结构条件下,利用有限元法研究双周期五组元声子晶体梁的振动传递特性,证明理论推导的正确性,并得到双周期五组元声子晶体梁的弯曲波衰减特性。结果表明,双周期五组元声子晶体梁可以看作是一种滤波器,弯曲波沿波传播方向在禁带中逐渐衰减,而在通带中传播不衰减。最后讨论参数对带隙的影响,研究发现内部周期的存在能够解决低频与宽频相悖的问题,通过改变内部周期数,能够成功产生低频、宽频带隙,可为低频减振降噪设计提供新的思路。

H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的数值模拟

以950kg／mH型连铸坯结晶器为研究对象，采川FLUENT软件建立三维几何模型．模拟研究了水口浸入深度125mm和175mm时拉速（0．6～1．2m／s）对结晶器内钢液传递特性的影响。结果表明，不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似，但随着拉速的增大，结晶器内钢液流股冲击深度增大和结晶器自由表面流速增大，保护渣熔化状况有改善趋势，同时结晶器液面波动和钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势。而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低，其中大颗粒夹杂物去除率降低显著，当拉速由10．6m／min增至1．2m／min时，100μm夹杂物的去除率由16％降至10％。该模拟条件下，20～100μm央杂物去除率住4％～16％；

黏弹性基底上阻尼碳纳米管的动力学特性

采用欧拉梁模型建立了有阻尼碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题分析模型。通过引入非局部理论、广义Maxwell黏弹性模型、速度相依的外阻尼模型及黏弹性基底模型推导出碳纳米管动力学分析的欧拉梁振动控制方程。在Kelvin-Voigt黏弹性模型基础上,分别给出无基底和全基底支撑时碳纳米管固有频率的一般解析表达式,并分析讨论全基底时的多种典型情况。然后利用传递函数方法求解出一般边界条件下振动控制方程的封闭解。以某单壁碳纳米管为例,得到不同边界条件下该单壁碳纳米管的前四阶固有频率,并分析了碳纳米管非局部参数、黏弹性参数、基底刚度及长度等影响因素对固有频率和阻尼因子的影响情况。结果表明,文中所建的动力学分析模型及计算方法对解决碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题准确有效。

基于传递矩阵法的变截面连续梁动力分析方法

从建立更为快捷的变截面连续梁动力分析方法出发,以某一类常见结构形式的变截面梁为切入点,基于传递矩阵法建立了变截面连续梁的节段式传递矩阵推导方法、自振特性分析方法,研究了移动弹簧质量作用下的动力时程计算方法。首先,由变截面梁横向弯曲振动微分方程出发,建立节段式单元传递矩阵的推导方法;然后,建立变截面连续梁整体传递矩阵的构建方法,完成其自振特性分析;之后,结合Newmark-β法完成移动弹簧质量激励下变截面连续梁的动力时程计算;最后,以MATLAB为平台开发了适用于变截面连续梁动力分析的数值仿真模拟程序。计算结果表明:该变截面梁动力分析方法不仅正确可靠,相比于有限元法还更为简单、高效,具有一定的应用前景。

变截面梁动力响应的频域传递矩阵计算方法

为提高变截面梁振动分析的计算效率,提出了基于频域传递矩阵法的动力计算算法.首先,选择线速度、角速度、弯矩和剪力作为求解变量,通过Laplace变换将变截面梁的动力响应时域偏微分方程转换为频域常微分方程;然后,通过求解频域方程并结合协调和边界条件建立变截面梁的频域传递矩阵;通过构造傅里叶级数展开形式的时域响应函数,对变截面梁传递矩阵方法求解的频响函数进行Laplace逆变换,建立了变截面梁的固有特性计算和时域瞬态响应计算方法,最后,借助数值仿真软件,开发了变截面梁动力响应分析的计算程序.完成对算例的仿真计算和分析,并与有限元计算结果进行对比,数值结果验证了该方法的正确性和有效性.

长度调制的声子晶体梁弯曲振动带隙特性分析

提出一种长度可调制的双周期声子晶体梁结构,研究弯曲波的带隙特性。在无限周期条件下采用传递矩阵法计算准周期声子晶体梁弯曲振动中的弹性波能带结构,并与简单二组元声子晶体梁结构的能带进行对比,然后进一步分析调制参数对带隙的调节机制,结果表明准周期声子晶体梁结构较简单二元声子晶体梁能够产生更大带宽、更多频段的带隙。在有限周期条件下采用有限元法计算准周期声子晶体梁的振动传递特性,证明理论计算的正确性。所提出的准周期声子晶体梁结构可在使用较少材料的基础上大幅度拓宽带隙并具有更强的带隙调控力,为梁类工程结构的减振提供更多选择,并可为新型滤波器、隔振平台的设计提供新思路。

基于有限元法的周期压电智能梁滤波特性分析

周期结构具有通频和禁频特性,使其在动态载荷的滤波器、具有主动控制功能的结构研究中得到了重要应用。基于Timoshenko梁理论,考虑基梁和压电片的转动惯量和剪切效应,采用有限元法和传递矩阵法推导了波在周期性地粘贴压电片的Timoshenko梁中的传播模型,分析了几何尺寸和材料特性对其频带性质的影响,并与Bernoulli-Euler梁理论得到的结果进行了对比。研究表明,当基梁与压电层厚度比达到40时,禁带带宽减小了54%,因此对于周期结构中的深梁,应舍弃Bernoulli-Euler梁理论而采用Timoshenko梁理论建立的模型;对于不同尺寸和材料特性的压电周期结构,频带性质会有很大不同,可以通过调整结构的参数来改变其频带性质,从而改变波动在结构中的传播特性。

轿车后排鼓音的优化改进

首先介绍传递函数理论,提出一种基于振动传递函数的方法分析后扭力梁的振动传递特性,使其避开峰值频率来改善后排噪声问题。以某紧凑型轿车为例,通过实验测试发现其存在后排鼓音问题,利用CAE分析方法找到产生的原因,提出几种后扭力梁纵臂加粗优化方案来解决该问题,通过分析后扭力梁的振动传递函数并加以实验验证,最终确实定优化方案,较好解决后排鼓音问题。

拉速对H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的影响

以H型坯连铸结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了拉速对结晶器内钢液传递特性的影响.结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但流场的主要特征参数有所不同.随着拉速的增大,结晶器内钢液射流冲击深度增大,结晶器自由液面流速增大,结晶器液面波动有增大趋势,钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势.而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,该模拟条件下,20~100μm夹杂物去除率在4~17%之间.

一种轴向梯度折射率板的高斯光束变换特性分析

本文根据非均匀介质中的近轴光线方程导出了一种轴向梯度折射率板的ABCD传递矩阵。

基于改进迁移矩阵法的滚珠丝杠横扭耦合振动研究

传统2~4阶迁移矩阵法只能用于研究梁类系统的单自由度振动问题,若将其直接应用于研究含有耦合振动的梁类系统时,系统固有频率计算结果将会出现很大误差.对此,以机床滚珠丝杠进给系统为研究对象,对其进行简化并将滚珠丝杠视为柔性梁,在考虑梁转动惯量和横向剪切变形的基础上,采用Timoshenko梁理论将传统2~4阶迁移矩阵法改进到6阶,建立系统的力学和理论模型,获得包含横向振动和扭转振动的系统状态迁移矩阵方程.通过对比系统前两阶固有频率的仿真结果与实验结果,验证了改进迁移矩阵法的合理性和精确性.另外,通过数值仿真研究负载对系统前两阶固有频率和滚珠丝杠横扭耦合振型的影响,探究滚珠丝杠的横扭耦合振动特性.

一种新的曲线桥梁传递矩阵模型设计及对比分析

将传递矩阵法与Cayley-Hamilton定理相结合,以微分方程和矩阵分析理论为基础,提出了一种新的Cayley-Hamilton传递矩阵法。考虑曲线桥梁的空间弯曲、剪切、扭转、拉压、翘曲及其相互间的耦合作用,推导了曲线箱梁桥离散模型的振动空间传递矩阵。以某单跨简支曲线桥梁为例,采用Cayley-Hamilton传递矩阵公式对其进行计算机编程运算,得到该桥梁的自振频率与振型,并与有限元法计算结果相比较,两者吻合良好,表明本文方法有效。

基于功率传输比的抽油机井地面效率计算新方法

针对抽油机井生产优化时电机输入功率较难精准计算,造成电机匹配不合理、生产成本增加、载荷利用率低以及地面效率低等问题,基于抽油机井地面设备运动过程中能量传递特征分析,以抽油机地面功率损失模型及悬点规律为基础,引入功率传输比,并基于实时监测数据的最小二乘法推算,建立了基于历史数据挖掘的地面效率理论计算新模型。经现场11160井次数据的回归分析与2790井次数据的精度检验,理论计算新模型的平均相对误差为5.37%,比传统经验模型平均相对误差减少了6.34百分点;并以G管理单元23口油井进行应用分析,新模型输入功率的平均相对误差为9.51%,与传统经验模型和分节点计算模型相比,其精准度分别提高了1.62百分点和3.18百分点。研究成果可为油井生产优化时精确计算电机输入功率以及合理选择电机型号提供指导。

雾化器转轴振动特性研究

在考虑陀螺力矩、转动惯量和剪切效应等影响因素下,采用Timoshenko梁理论并结合传递矩阵法给出了雾化器转轴的振动特性的计算方法.数值仿真部分采用二节点梁单元建立了雾化器转轴的有限元模型,并进行模拟,其结果验证了本文方法的有效性和高精度,讨论了转速、雾化轮质量以及陶瓷约束刚度等参数对雾化器转轴振动特性的影响.

弹性支撑对多跨梁结构振动特性的影响

针对船舶多跨梁结构振动机理揭示不足,基于传递矩阵法开展弹性支撑对多跨梁结构振动特性的影响研究。建立船舶典型多跨梁结构振动分析模型,探究多跨梁结构固有模态和振动传递特性,揭示船舶多跨梁结构振动机理。以弹性支撑多跨梁简化分析船舶加筋板架结构,探究支撑刚度、跨度等对船舶板架结构振动特性的影响规律。研究表明,多跨梁结构的固有频率随支撑跨度和支撑刚度的增大而下降;一定局部支撑刚度下,船舶板架结构振动可简化为多跨梁结构振动,其振动特性与简支梁趋于一致。

混合-叠合梁斜拉桥钢混结合段受力性能与构造参数研究

钢混结合段是混合-叠合梁斜拉桥加劲梁关键衔接部位,内部构造和受力状态复杂、结构参数影响不明确。为研究无格室后承压式混合-叠合梁斜拉桥钢混结合段的受力特性和传力机制,明确构造参数的影响,以主跨400m双塔双索面混合-叠合梁斜拉桥双肋型边主梁无格室后承压式钢混结合段为研究对象,通过数值模拟,分析了最不利轴力荷载工况下钢混结合段的应力和变形规律、传力机制及构造参数的影响。结果表明:最不利轴力荷载工况作用下,钢混结合段各构件应力在合理范围内,竖向变形无明显突变,刚度过渡平顺,承载能力满足设计要求且有较大的安全储备;轴向力传递承担比例由大到小依次为:桥面板、承压板、剪力钉和PBL剪力连接件;承压板厚度为60~100mm时,剪力连接件抗剪刚度适度增加;加劲肋板厚为28mm时,承压板受力明显改善。

多带隙联合的声子晶体滤波梁弹性波传播特性

提出了一种包含Bragg散射、整体局域共振和局部局域共振机理的多带隙联合声子晶体滤波梁,通过传递矩阵法与Bloch定理求得无限周期结构各阶带隙为0~170 Hz、180~262.6 Hz、552.3~597 Hz、974~1 563 Hz、1 903~2 667 Hz;并调节结构参数,得出带隙调制规律和带隙机理。同时,与其他3种工况声子晶体梁带隙特征进行对比分析,证明了声子晶体滤波梁在带隙宽度、丰富度以及弹性波衰减率方面均有着相对优势,具备更好的过滤或抑制结构中弹性波的性能。此外,求解近声子晶体滤波梁的振动传递系数,得出在各阶带隙范围内,弹性波的传播存在明显衰减,验证了带隙的存在。最后为探究弹性波在带隙/通带范围内的波动模式,分别提取位于带隙/通带范围梁体位移分布,发现在带隙频率范围内的弹性波沿波动方向快速衰减,表现出带隙特性;通带频率范围内的弹性波无明显变化或衰减,表现出通带特性。

梁式与桁架式高位转换层对整体结构的影响

带高位转换层的建筑结构是一种竖向不规则的复杂建筑结构,由于此种结构的构造和施工复杂,实际工程的应用并不是很多,研究也较少。本文采用SATWE有限元分析软件,通过反应谱分析方法,研究了桁架和梁式转换层在整体结构中的动力特性。然后对比结构的周期、振型、位移和层间剪力等方面的差异,研究这两种形式的高位转换层对整体结构的影响。