赋形反射面天线的约束多目标优化设计研究

赋形反射面天线通常使用单目标优化算法进行设计,当期望波束特性具有多个相互冲突的目标和约束限制时,将无法确保输出最优解.为此,提出了该类天线的约束多目标优化方法 .基于有希望区域优化和自适应约束位移密度估计的思想,设计一种新型双种群协同进化约束多目标优化算法DPBE,在基准测试套件与其他3种主流算法的对比表明,该算法具备更强的全局寻优性与稳定性.将该算法应用于19~21 GHz单偏置抛物反射面天线的平顶波束赋形中,并与单目标优化算法IWO和多目标优化算法NSGA-II-DE在同型初始天线的不同优化模型下进行了性能对比,发现所提方法能在单次运行中满足所有约束条件并取得最佳结果 .

基于MEMS可变形反射镜的激光整形研究

应用MEMS可变形反射镜进行激光光束整形技术研究。首先建立平顶光束整形的理论模型,通过近轴透镜聚焦后的光场,利用柯林斯广义衍射积分公式对高斯光束整形模拟仿真,分析不同束腰半径和发散角的高斯光束对整形成平顶光束的影响。设计基于可变形反射镜的平顶光束整形的光路实验,通过平顶光束整形的理论模型和泽尼克多项公式,得到MEMS可变形反射镜各单元的驱动电压参数,实现平顶光束整形光场分布。在基于MEMS可变形反射镜的激光整形研究分析中,利用波前传感器对整形平顶光束进行光斑分析,得到基于可变形反射镜的平顶光束整形实验结果。对实验结果和理论仿真进行对比分析,得到其规律基本一致,结果较为理想。

狭小空间内宽扁梁结构增大截面加固施工技术

针对既有建筑梁截面增大施工中出现的施工作业空间狭小、综合管线排布复杂且拆除困难、新老混凝土结合处易错台、凿除多余混凝土等施工技术难题,通过分析增大截面法施工工艺,提出优化设计箍筋布置、模板支撑体系、灌浆材料和灌注施工工艺,并结合连通器的原理,提出利用一种灌浆料辅助装置,有效地实现了灌浆料的顺利灌注,保证了灌浆过程的质量控制,可为增大截面法施工技术提供技术参考。

浅谈智能机械立体车库结构设计

智能机械立体车库建筑设计除满足正常使用功能、消防、疏散等方面的要求,还要满足设备的运行安装要求。结构设计在满足建筑设计全部功能的前提下,还要保证结构安全、经济合理、施工简便。江西省南昌市渊明北路停车场项目采用垂直移动立体车库和巷道堆垛类立体车库两种停车方式,论文以该项目为例,分析智能机械立体车库结构设计的特点和可以采取的结构措施。

钢管混凝土扁柱-钢梁节点抗震性能有限元分析

为避免钢框架结构中梁柱节点凸出墙体,文章提出一种钢管混凝土扁柱与钢梁节点,采用ABAQUS有限元模拟软件建立4个不同连接位置的钢管混凝土扁柱-钢梁节点的有限元模型,分析节点在低周往复荷载下的破坏模式和抗震性能;结果表明,所提出的节点构造可以实现梁柱刚性连接,所有节点均发生梁铰破坏,抗震性能和耗能能力良好。进一步研究轴压比、竖向隔板厚度和连接构造对节点抗震性能的影响规律,结果表明:随着轴压比的提高,柱端峰值承载力随之下降;减小柱内竖向内隔板的厚度会导致柱端承载力的降低;将盖板连接改为竖向加劲肋连接后,能有效缓解节点处柱壁的应力集中现象。

铝合金轨道车辆不同枕梁结构的焊接变形机理及差异性分析

铝合金轨道车辆的枕梁焊接强度要求高,焊接热输入量大,焊后变形严重。为探讨铝合金轨道车辆不同枕梁结构在焊接过程中的变形机理及其差异性,采用两种典型的枕梁结构——A型(中间盖板与筋板拼焊)和B型(中间整体型材)进行了详细的焊接试验。试验包括单件组焊、调修矫形、加工和底架组焊四个步骤,每个步骤后均进行严格的尺寸测量,以监测和分析变形情况。试验结果为:用A型枕梁结构单件组焊后平面度7~9.4 mm,经调修矫形与一次加工完毕组焊至底架之后平面度3~4.9 mm,中心孔偏差1.4~3 mm,空气簧中心孔偏差1~1.9 mm,为满足转向架机构装配需求需要进行二次加工。B型枕梁结构单件组焊后平面度4~5.3 mm,经调修矫形与一次加工完毕组焊至底架之后平面度2 mm以下,中心孔偏差在0.15 mm以下,空气簧中心孔偏差在0.1 mm以下,能够满足转向架机构装配需求,无需再进行二次加工。研究表明,采用中间整体型材的B型枕梁结构在焊接变形控制方面显著优于采用中间盖板与筋板拼焊的A型结构。

锥束CT散射校正的平板探测研究

为了解决锥束CT在工业CT无损检测中所产生的散射问题,从而提升图像质量,本文提出了一种基于平板探测器的锥束CT散射硬件校正方法。该方法通过在平板探测器BSA上增加散射校正单元,对原始数据进行预处理,从而有效去除散射噪声,以减少散射对锥束CT图像的影响。实验结果表明,该方法能够显著提高锥束CT图像的清晰度和对比度,降低散射对图像质量的影响。

基于非球面镜组的大口径激光匀化技术研究

为了优化对大口径激光探测组件灵敏度、角度参数等特性的测量能力,减小因高斯光束光强分布中间强、边缘弱的特点造成的测量值差异,基于小口径非球面镜组光束整形及高倍率扩束技术,设计了大口径均匀激光光束产生装置,提出了基于光强分布、非球面镜非球面度、光线光程差的综合优化整形方法。结果表明,设计的开普勒型非球面整形镜组非球面度小于20μm,工作束宽5 mm,输出平顶光束均匀性为92.8%;设计的40^(×)高质量扩束系统,与非球面镜组相匹配可实现2 m距离内150 mm口径均匀光束,可获得优于94.2%的Ф150 mm大口径均匀光束输出。该研究对激光测量与标定系统的工程化设计是有帮助的。

基于图像反卷积的平板探测器信号串扰校正

平板探测器是锥束CT的关键组成部件,像元间的信号串扰是造成平板探测器投影图像空间分辨率低于极限值的主要因素,校正平板探测器信号串扰对提高锥束CT检测精度具有重要意义。本文基于点扩散函数矩阵反卷积投影图像去串扰校正思路,研究了点扩散函数矩阵的准确性对投影图像串扰校正的影响、点扩散函数和线扩散函数的关系及其与X射线成像的相似性,提出一种结合刀口法测量线扩散函数与平行束CT扫描重建的平板探测器点扩散函数矩阵测算方法。DR/CT扫描成像实验中,应用本文方法校正信号串扰后,DR成像空间分辨率由约10 lp/mm提升至优于25 lp/mm,高能CT成像空间分辨率由不到4 lp/mm提升至优于5 lp/mm,实验证明,应用本文方法能有效校正平板探测器信号串扰,提升锥束CT图像的空间分辨率和对比度。

不同光束类型致铝合金表面漆层损伤形貌研究

漆层的损伤形貌反映了激光与材料相互作用的规律及除漆机理,了解不同光束类型对漆层的损伤特征及作用规律有助于选择激光精准除漆,提高表面处理质量。为探究不同光束类型对漆层材料的作用规律及除漆机理,采用扫描电子显微镜和3D光学表面轮廓仪测量铝合金表面漆层在高斯与平顶激光除漆后,损伤直径、损伤深度及损伤形貌随能量密度的变化。结果表明,在高斯光束作用下,表面漆层损伤区域受到热烧蚀和热振动效应影响,出现漆层剥离、烧蚀去除等现象,损伤凹坑光滑、规则,当能量密度为1237J/cm2时,漆层的损伤直径达到4671μm,深度达到1014μm;在平顶光束作用下,表面漆层损伤区域主要受到热振动效应影响,损伤凹坑呈现出振动剥离去除的形貌,凹坑范围内的漆层剥落不规则,剖面呈“锯齿”状,当能量密度为1237J/cm2时,损伤直径达到6123μm,深度达到1942μm;同等能量密度下,平顶光束剥离漆层量更大。

基于SLM的几何稳相法光束整形影响因素分析

基于几何稳相法求解调制相位,使用傅里叶透镜进行傅里叶变换,在后焦面处聚焦,得到对应的平顶光束,从而将圆形高斯光束整形为方形平顶光束,其中光路参数对整形质量将产生较大影响。实验中发现,方形平顶光束受零级光影响均匀性较差,因此详细分析了零级光产生的原因,提出了有效的解决方法,并对实验结果中出现的零级光通过叠加闪耀光栅直接移除。实验结果表明:移除零级光后方形平顶光束的能量利用率为72.3%,光束均匀性高达97.2%,优于传统整形方法。最后进一步分析了全息图与入射光束偏移量、离焦以及入射光束束腰半径对几何稳相法整形质量的影响,为几何法光束整形的应用提供了便利。

线性变截面梁弹性与塑性变形分析

变截面梁的弹塑性受力和变形特性在工程构件的设计中具有广泛的应用前景。本文以线性变截面简支梁为研究对象,采用实验方法,分析了线性变截面梁的弹塑性的加卸载过程。研究结果表明:变截面简支梁的三点弯曲力-变形曲线加载过程可分为弹性、屈服段;卸载曲线平行于弹性加载段,跨中残余位移为最大位移的44.1%;基于DIC的应变测量结果表明,各阶段水平位移等值线为曲线,表明该变截面梁的三点弯曲变形不满足平截面假设。本文的研究可为变截面梁的工程应用和教学提供参考。

腹板两侧部分填充混凝土新型预制组合梁受弯性能试验研究

为探讨腹板两侧部分填充混凝土新型预制组合梁的受弯性能,制作两个新型预制组合梁试件和两个对比梁试件,对比梁分别为工字钢梁和传统部分外包混凝土组合梁。通过改变新型预制组合梁翼缘内侧填充混凝土厚度,研究其裂缝分布、荷载-应变变化规律和受弯承载力。结果表明:腹板两侧部分填充混凝土新型预制组合梁具有较好的受弯承载力,改变翼缘内侧填充混凝土厚度对组合梁极限承载力的影响不显著;新型预制组合梁与传统部分外包混凝土组合梁相比,在不降低组合梁屈服承载力和极限承载力的同时,混凝土用量和组合梁自重分别降低了63.5%和50.67%,具有良好的经济效益。基于试验结果,提出了新型预制组合梁截面受弯承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合良好。

适用于高强度辐射场构建的多模反射面天线

高强度辐射场构建系统是对多种武器进行电磁辐照效应试验的关键装备,其要求在距天线一定距离的区域内产生高强度且尽量均匀分布的电磁场。本文设计了一款适用于该系统的X波段偏置卡塞格伦多模反射面天线。用反射面天线是为了获得尽可能高的增益,使期望区域内的场强尽可能大;用多模反射面理论实现了窄波束的平顶赋形,使期望区域内的场趋于均匀分布,区域外的场迅速减小。实测结果表明天线增益大于29.8 dB,3 dB波束宽度不小于4.6°,在此范围内方向图幅度起伏小于2 dB,平顶特性明显。此外,偏置的反射面天线还有馈源遮挡小、馈线损耗低和易于折叠收藏等优点,可以很好的应用于电磁环境模拟试验设备中。

应用于微波无线能量传输系统的发射波束技术

概述了微波无线能量传输系统的研究现状及其基本原理,从可提高波束能量的一些特殊口径场以及先进的天线技术角度,分别按Whisper波束、超增益天线、平顶波束、聚焦天线技术、非衍射天线进行介绍。最后对微波能量传输系统中发射技术的未来发展趋势进行了展望。

空心楼盖宽扁梁框架结构的设计研究

单独的宽扁梁结构或空心楼盖结构的设计研究较多,但实际项目中,宽扁梁与空心楼盖组合应用案例很少,结合实际案例介绍了空心楼盖宽扁梁框架结构的应用,此结构体系结合了宽扁梁较好的延性和变形能力、空心楼盖较轻的自重及较大的楼板刚度的优点,如设计及构造措施得当,能具有很好的抗震性能并取得良好的建筑效果。根据罕遇地震作用下动力弹塑性时程对比分析结果可以得出,宽扁梁框架结构可以比普通梁框架结构具有更好的抗震性能。可供类似项目参考。

宽扁转换梁节点有限元分析

转换梁节点的有效设计是转换结构可靠性的重要保障之一。文章以某B级高度框支剪力墙结构为工程背景,采用MIDAS FEA NX有限元软件对其关键宽扁转换梁节点进行非线性分析。计算结果显示,在次梁与宽扁转换梁搭接位置设置型钢作为加强模型后,该节点满足结构抗震性能目标。

某高层办公楼扁梁大板结构设计

某高层办公楼塔楼楼板平面跨度12.7~13.5 m,通过结构平面布置多方案对比,选用受力简洁明确的扁梁单向板平面布置方案,创造性地提出了管线跨越安装措施,有效解决了扁梁对管线安装的影响;针对大跨度楼板导致的边梁扭转效应大的问题,采取预应力措施减小楼板挠度,从而减小边梁扭矩,合理控制边梁截面,取得了较好的经济和安全效果,为类似建筑提供参考。

扁钢管柱-H型钢梁单边螺栓节点受力性能的参数化分析

对柱壁加强型无内加劲肋扁钢管柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的构造开展参数化分析,研究不同梁柱线刚度比、不同端板厚度对节点受力性能及破坏模式的影响。研究表明:不同梁柱线刚度比的节点破坏模式差别较大,当梁柱线刚度比较小时,节点的失效模式为梁端屈曲,随着梁柱线刚度比的增加,失效模式逐渐转换为端板的屈曲;随着梁柱线刚度比的增加,节点的初始刚度、屈服时对应的承载力以及极限承载力均有所增大;随着端板厚度的增加,节点的抗弯性能逐渐改善,极限承载力和初始转动刚度均有所提升,但提升的幅度逐渐减小。

无梁楼盖混合结构体系民宿改造加固技术研究

为解决无梁楼盖混合体结构在改造加固过程中遇到的一些施工问题,如基础加固施工范围局限、既有建筑预制结构拆除、防水等,通过对既有建筑开挖放坡的局限性进行分析,提出小范围阶梯放坡的开挖方式;通过局部无梁楼盖开洞口,采用改变结构类型的措施,提高无梁楼盖建筑在空间利用上的多样性;拆除老旧预制人字梁存在的安全隐患,采用下部结构加固、加固被拆除构件等方法,保证拆除过程中的安全性;针对传统屋面做法的不足,提出增设顺水条形成顺水沟的方式,大大提高了瓦屋面的防水性能。上述方法有效地解决了无梁楼盖混合体系在改造中所遇到的复杂情况,对于类似的无梁楼盖混合体系建筑改造再利用具有借鉴意义。