多镜筒望远镜中间块热-结构耦合分析与优化设计

多镜筒望远镜在观测较暗星体时能够达到与大口径望远镜相似的观测亮度。为保证多镜筒望远镜每一个镜筒的指向精度,固定多个镜筒的中间块就需要有较好的刚度和稳定性。首先通过ANSYS workbench对四镜筒望远镜中间块进行了拓扑优化,根据拓扑优化结果重新设计了中间块结构,再进行热-结构耦合分析并对其各个设计尺寸进行优化。优化后分别计算了中间块在0°、45°、90°三种倾角下,受40℃温差与重力的作用下镜筒中心轴线最大偏移角度,分别为0.065 2″、0.711 1″、0.982 4″。计算结果满足了镜筒中心轴线偏移角度小于1’’的设计要求,可为下一步工程设计提供参考。     

SDT镜筒的设计与分析

设计与分析了一种新型中高轨空间碎片探测望远镜（SDT）的镜筒结构,介绍了镜筒在天文望远镜中的主要作用及功能,分析了镜筒在载荷作用下各种变形对光学系统误差的影响,并对其结构受力状态及误差作了详细的分析。利用Pro／E建立镜筒模型,用ANSYS对其进行有限元分析及结果后处理,利用ZEMAX软件对镜筒进行温差计算与分析,为其它相似类型的光学仪器的镜筒设计与分析提供了重要参考价值。     

测绘相机光学镜简设计、加工及装配

研究了光学镜筒的设计、加工和装配.从材料选取、结构形式确定和性能分析等方面论述了测绘相机光学镜筒的设计过程,探讨了透镜支撑结构-薄壁壳体的加工方法.最后,介绍了单镜组和主镜筒的装配过程.通过比较,选取铸钛合金ZTC4作为镜筒的材料,采用单镜组加筋壳结构的组合形式,运用PATRAN/NASTRAN软件对主镜筒的分析表明其结构强度和刚度很好,可满足相机结构要求.薄壁壳体通过精密铸造,再经过车削而成,各定位阶梯内圆柱面同轴度达到0.01mm.镜简装配要点是无变形安装固定透镜、精确控制空气间隔和高精度定心.装配完成的镜头光学传递函数达到0.43(77lp/mm),满足测绘相机精度要求.     

一种双层浮筏式南极望远镜运输减振方案设计

Dome A是南极内陆距海岸线最遥远的一个冰穹,具有极为重要的科考价值,但是从上海中国南极科考基地出发前往Dome A的道路振动加速度值十分巨大。首先,分析了从上海到南极的运输振动环境,确定了从南极泰山站到Dome A为重点的缓冲包装的关注范围,并提取了该区间测得的最大加速度值;其次,以南极巡天望远镜主镜室为包装减振对象,设计了一套双层隔振的浮筏式减振系统用于南极内陆地区的运输,根据相应的最大振动加速度值确定了减振系统的相应参数;最后,对其进行了静力学和动力学的模拟分析。2013年冬季在中国漠河地区进行了减振系统的运输实际测试,测试结果显示,该套系统可以满足南极巡天望远镜主镜的运输安全需求。     

我国将在南极安装5架天文望远镜

<正>中国南极天文中心11月23日宣布,未来5年内,我国将在南极安装5架天文望远镜,用于开展超新星宇宙学、宇宙暗物质、系外行星及恒星形成原因等国际天文前沿领域的研究。2006年,中国南极天文中心在中科院紫金山天文台成立。根据该中心的相关计划,"十二五"期间,我国将在南极安装3架全自动"南极巡天望远镜"、1架2.5米口径的光学红外望远镜和1架5米口径的太赫兹望远镜。     

多镜筒望远镜中间块结构的设计与优化

引力波探测望远镜配有5个用于不同频段观测的镜筒。每个镜筒重720 kg,平行安装在中间块上。为了保证每个镜筒的位置精度和长期稳定性,借助ANSYS Workbench,对支承5个镜筒的中间块的结构形式进行了拓扑优化,得到最佳力传递路径。然后根据拓扑优化的结果,设计了三种中间块结构并优化了各自的结构尺寸,得到最佳的设计方案。最佳方案表明:在整体重力作用下,镜筒方向在0°,45°,90°的位置最大倾斜量分别为5.43″,3.84″,0″,结构自振频率为75.68 Hz。计算结果表明所设计的多镜筒中间块满足探测望远镜的指标要求。     

大口径光学望远镜次镜结构的设计

论文针对大口径光学望远镜次镜结构设计的任务要求,提出了一种次镜筒结构的改进方法.在设计中采用有限元分析的方法,应用NX软件建立起新结构的静力学分析模型,进而确定了次镜支撑的结构形式,并对支撑梁的参数进行了分析.分析结果表明,经过分析改进后的系统静力学与动力学性能显著提高.     

空间光学镜筒结构参数的探讨

空间光学镜筒是一个典型的圆筒形薄壳结构,而圆筒形薄壳在航空、航天等机械领域得到了广泛的应用,为减轻薄壳质量、提高薄壳强度和提高其制造工艺性,通常的圆柱形薄壳都具有加强筋,很显然,加强筋使薄壳的强度及制造工艺性大大提高。但是,加强筋使空间光学镜筒的动力学特性如何变化,至今还没有被深入的探讨。本文对航天相机中筒处的具有轴向和径向加强筋的圆筒进行动力学分析,研究加强筋对空间光学镜筒动力学特性的影响。     

天文巡天相机制冷机隔振设计

为了保证天文巡天相机整体性能,减少制冷机振动对主焦面和光学成像的影响,从隔振基本理论出发,利用有限元分析软件对巡天相机动态特性进行仿真分析,根据仿真分析结果与制冷压缩机振动特性,对制冷机隔振器进行相应的设计。比较隔振前后仿真分析结果,并验证其是否满足发射环境,结果表明隔振效果明显且能够满足发射要求。对制冷机隔振器的选择具有重要指导意义。     

发射望远镜的设计与装调

根据发射望远镜的结构特点,设计了口径为270mm的梅逊反射无焦卡塞格林式发射望远镜并对其进行了装调与检测以满足激光发射及激光准直性的要求。基于光学原理确定了同轴反射式光学结构的设计方法和系统参数。用有限元分析方法对比桁架式与圆筒式主支撑结构以及三翼梁和四翼梁次镜支撑结构在不同工况下的变形,选定桁架式三翼梁支撑结构用于该望远镜。通过设计适当的主、次镜装调结构,配合干涉仪和自准直平面镜,分析了次镜偏心引起的系统像差,得到灵敏度矩阵并用于系统的装调和检测。得到的结果显示系统的波前误差RMS为0.146 7λ,PV为0.73941λ(λ=632nm)。检测结果表明,桁架式结构的镜头能满足发射望远镜系统对像质的要求,可实现激光发射并保证激光的准直性。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

Hybrid inversion method for equivalent electric charge of thunder cloud based on multi-station atmospheric electric field

This article proposes the hybrid method to inverse the equivalent electric charge of thunder cloud based on the data of multi-station atmospheric electric field. Firstly,the method combines the genetic algorithm( GA) and New ton method through the mosaic hybrid structure. In addition,the thunder cloud equivalent charge is inversed based on the forw ard modeling results by giving the parameters of the thunder cloud charge structure. Then an ideal model is built to examine the performance compared to the nonlinear least squares method. Finally,a typical thunderstorms process in Nanjing is analyzed by Genetic-New ton algorithm with the help of weather radar. The results show the proposed method has the strong global searching capability so that the problem of initial value selection can be solved effectively,as well as gets the better inversion results. Furthermore,the mosaic hybrid structure can absorb the advantages of tw o algorithms better,and the inversion position is consistent with the strongest radar echo.The inversion results find the upper negative charge is small and can be ignored,w hich means the triple-polarity charge structure is relatively scientific,w hich could give some references to the research like lightning forecasting,location tracking.     

虚拟式流体参量集成测试系统及其实现

为了实现对流体参量的自动测量,运用虚拟仪器设计思想,采用组件技术、海量数据存储技术及仪器通用化设计方法,设计并实现了虚拟式流体参量集成测试系统.该系统能同时对流体的温度、压力和流量等进行动态测试.实验室演示表明,该集成测试系统性能稳定,操作简单,功能较强大.     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.