基于压电驱动的微振动主动减振控制系统研究

本文以压电陶瓷促动器构建并联六自由度减振平台，采用NI Compact-RIO实时控制系统和Fx-LMS自适应控制算法进行振动主动控制，对次级通道辨识方法和主动控制算法进行了模拟仿真，并搭建主动减振控制系统进行实验验证。仿真与实验结果表明，设计的主动减振控制系统对于7~50 Hz范围内的低频微振动有很好的控制效果。     

CSNS/RCS陶瓷真空盒热特性及振动研究

陶瓷真空盒作为中国散裂中子源（CSNS）快循环同步加速器（RCS）真空系统的关键部件,能避免RCS二极、四极交流磁铁因快速变化的磁场而产生的涡旋电流。因安装空间限制,RCS陶瓷真空盒支架固定在磁铁线圈上。在CSNS/RCS交流磁铁长时间加电测试中,出现陶瓷真空盒断裂、真空破坏的情况。为避免后期出现类似问题,从磁铁发热进而引起陶瓷真空盒不均匀升温的角度出发,对陶瓷真空盒的热特性进行了分析,同时基于双目视觉测量技术,对陶瓷真空盒的振动情况进行了监测,针对部分真空盒水平方向振动异常的问题,确定其影响因素为快卸链条的磁导率超标。最后开展了陶瓷真空盒的支架减振技术研究。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析.通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理.该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义.     

用于中国散裂中子源调束的法拉第筒结构优化设计

本文将法拉第筒应用于中国散裂中子源前端系统和漂移管加速器临时线两个调束阶段，以吸收和截止束流。根据给定的束流物理参数，法拉第筒选择石墨吸收束流，紧贴石墨的无氧铜作为导热材料。通过靶型和冷却效率分析比较，确定采用单斜板靶，束流与靶面夹角为10°，同时设计了新型的瀑布型并联圆孔水冷结构。采用有限元软件ANSYS对结构模型进行热分析，对水冷管孔径和孔间距进行优化。经结构分析和应力变形校核，保证了加工制造的可靠性。用本文研制的法拉第筒顺利完成了调束任务。     

并联六自由度主动减振平台解耦控制策略研究

并联六自由度主动减振平台可有效隔离外界低频微振动对加速器BPM及光束线站等精密设备的影响,由于并联六自由度主动减振平台具有很强的耦合特性,需对平台的耦合特性进行分析研究。本文以压电陶瓷驱动器构建并联六自由度主动减振平台,在平台运动学的基础上,采用Newton-Euler法建立了平台的动力学模型。分析了平台各通道间的耦合特性,设计了一种通用的平台解耦控制策略。搭建了实验验证平台,开展次级通道参数测量与减振实验研究。实验结果表明,设计的多通道解耦控制策略是有效的,平台对低频微振动有良好的减振效果。     

大口径六片式卡箍快卸链条的有限元分析及应用

为实现快速远距离操作,大口径六片式卡箍快卸链条结构被用于CSNS/RCS横向束流准直系统。考虑接触非线性和材料非线性,本文使用ANSYS,首次从理论上分析了该快卸链条在单片链条不同角度时对密封性能的影响,同时以做实验用的铝垫圈为研究对象得出了该结构实现密封所需拧紧力矩的范围。通过CSNS/RCS主准直器中六片式卡箍快卸链条KF300的使用,验证了该结构密封的可行性及理论分析的可靠性,为次准直器中真空快卸链条的结构设计和密封所需拧紧力矩的大小提供了理论基础。     

轮胎泵气噪声有限元仿真研究

在充分考虑轮胎结构与空气耦合及与路面的接触等边界条件的基础上建立轮胎噪声仿真的有限元模型,然后使用商用有限元软件LS-DYNA的显式计算方法,对花纹沟槽与空气耦合和不耦合2种状况下的有限元模型进行仿真分析。通过对2种耦合状态下花纹沟槽内各测试点的噪声强度仿真结果比较,验证了行驶中轮胎花纹沟槽的泵气噪声原理。该轮胎噪声有限元模型对轮胎设计初期改善其噪声性能具有重要的指导意义。     

0.2 mm不锈钢薄板焊接工艺研究及仿真分析

分别采用激光焊和微束等离子弧焊开展0.2 mm奥氏体不锈钢薄板的对焊加工,并选用圆锥体热源模型对2种焊接工艺进行模拟研究。结果表明：激光焊和微束等离子弧焊均可实现0.2 mm厚的不锈钢薄板对焊加工;采用圆锥体热源能准确勾勒出不锈钢薄板在2种焊接工艺下焊缝截面的熔池轮廓;选取相同的仿真参数,激光焊和微束等离子弧焊出现类似的变形场和应力场,微束等离子弧焊的总体变形和整体应力略大于激光焊的。     

基于ANSYS和Matlab的CSNS/RCS主准直器的运输振动分析

以中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)/快循环同步加速器(Rapid Cycling Synchrotron,RCS)主准直器为对象,研究从合肥某工厂通过公路运输到位于东莞的CSNS装置地运输过程中的振动情况。整个主准直器装置中,最薄弱的部位是刮束器的薄钨片,其质地硬而脆,运输途中的振动可能导致其发生破坏。考虑到装置造价高,制造周期长,现场无条件修复,对运输过程的安全进行评估很有必要。文中运用Matlab/Simulink建立卡车模型,仿真运输过程得到振动信号,通过试验测得实际运输过程的振动信号,将两种情况下获得的振动激励加载到ANSYS中的主准直器模型中,由此获得薄钨片在虚拟运输过程中因振动而产生的应力。通过仿真和试验,验证了仿真模型的有效性,得到了安全运输的指导车速。对加速器设备的运输振动安全评估具有实际意义。