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空间遥感器大口径反射镜的复合支撑结构

光学精密工程 2016年第7期24卷 1719-1730页

作者：王克军董吉洪宣明张缓缓迟春燕赵伟国中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 吉林建筑大学吉林长春130118

针对空间遥感器反射镜对支撑功能的需求,设计了一种应用于空间领域的大口径反射镜复合支撑结构。该复合支撑结构包括A框加切向拉杆的周边支撑和3组whiffletree结构组成的背部支撑。研究了复合支撑的支撑原理和工程实现。基于功能分配和... 详细信息

针对空间遥感器反射镜对支撑功能的需求,设计了一种应用于空间领域的大口径反射镜复合支撑结构。该复合支撑结构包括A框加切向拉杆的周边支撑和3组whiffletree结构组成的背部支撑。研究了复合支撑的支撑原理和工程实现。基于功能分配和指标分配的理念设计了复合支撑结构。采用有限元分析的手段对设计结果进行了静力学和动力学仿真验证,然后对实际的支撑系统进行了相关的试验测试。试验结果表明,采用复合支撑的反射镜组件在工作状态下的面形精度优于λ/50(λ=632.8nm),镜体刚体位移小于0.01mm,镜体转角小于2″,质量小于50kg。整个组件模态分布合理,基频为161Hz,远高于设计要求的120Hz。各项仿真和测试结果均表明该复合支撑效果良好,满足空间遥感器对可靠性和稳定性的需求。

关键词：空间遥感器大口径反射镜复合支撑仿真分析面形检测力学试验

临近空间816mm口径望远镜复合支撑主镜组件设计

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光学精密工程 2021年第3期29卷 558-570页

作者：罗致帮李巍徐佳坤王克军王晓东中国科学院长春精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

针对某临近空间望远镜高面形精度和0°~65°观测角度的要求,设计了816 mm口径的SiC主镜组件。依据经验公式和拓扑优化方法,完成了主镜的设计,基于大口径反射镜复合支撑原理、功能分配和指标分配以及解耦标准设计了主镜支撑组件,最后根... 详细信息

针对某临近空间望远镜高面形精度和0°~65°观测角度的要求,设计了816 mm口径的SiC主镜组件。依据经验公式和拓扑优化方法,完成了主镜的设计,基于大口径反射镜复合支撑原理、功能分配和指标分配以及解耦标准设计了主镜支撑组件,最后根据支撑结构形式和装配公差要求设计了主镜组件装配工装并制定了装配工艺流程。对主镜组件进行了静力学和动力学仿真验证,然后对主镜组件进行振动、面形检测和倾角等试验验证。试验结果表明,主镜组件在光轴水平,1 g重力作用下面形精度RMS值为0.019λ(λ=632.8 nm),反射镜翻转180°后的面形RMS为0.02λ;总质量为102.7 kg,基频为171 Hz,振动前后RMS值基本不变,与分析结果吻合。证明该主镜组件的设计与装调工艺的合理性,满足临近空间望远镜的设计要求。

关键词：临近空间复合支撑仿真分析面形检测力学试验

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竖向均布荷载作用下复合支撑内力调平机理

建筑结构 2011年第S2期41卷 111-113页

作者：李红明顾盛江苏科技大学土木工程与建筑学院镇江212003 同济大学土木工程学院上海200092

巨型钢框架预应力复合支撑体系中刚性支撑与柔性拉索组合形成刚柔兼济的复合支撑系统,能缓解巨型桁架节点受力集中、提高巨型框架的抗侧刚度,同时也将巨型梁竖向荷载以轴力形式通过巨型柱传递至基础。通过论述该体系复合支撑内力在竖向... 详细信息

巨型钢框架预应力复合支撑体系中刚性支撑与柔性拉索组合形成刚柔兼济的复合支撑系统,能缓解巨型桁架节点受力集中、提高巨型框架的抗侧刚度,同时也将巨型梁竖向荷载以轴力形式通过巨型柱传递至基础。通过论述该体系复合支撑内力在竖向均布荷载作用下的调平机理,得出了通过调节拉索初拉力实现复合支撑内力调平的结论。

关键词：预应力钢结构巨型结构复合支撑初拉力内力调平

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新型复合支撑插管挤出成型工艺

中国塑料 2010年第9期24卷 53-55页

作者：王铭张东惠天津市塑料研究所天津300350

在医用导管的加工中,引入一种新型复合支撑插管挤出成型工艺。该工艺适合不同材料的复合成型,包括熔融温度相差较大的材料的复合成型,间断式复合支撑管材的成型(中间支撑物可以是变径、异形),异型管材(径向、轴向)的复合成型,内、外多... 详细信息

在医用导管的加工中,引入一种新型复合支撑插管挤出成型工艺。该工艺适合不同材料的复合成型,包括熔融温度相差较大的材料的复合成型,间断式复合支撑管材的成型(中间支撑物可以是变径、异形),异型管材(径向、轴向)的复合成型,内、外多腔管材的复合成型,超细内径管的复合成型(管内径可小于0.2 mm)。可用于生产多种医用导管。

关键词：复合支撑插管挤出成型工艺

巨型钢框架预应力复合支撑体系中复合支撑内力调平方法研究

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建筑科学 2012年第7期28卷 12-18页

作者：李红明顾盛江苏科技大学土木工程与建筑学院江苏镇江212003 同济大学土木工程学院上海200092

为了消除巨型柱与支撑连接处的剪力突变,提高巨型柱的受力性能,提出了在竖向均布荷载和水平荷载作用下的复合支撑内力调平方法。以巨型钢框架预应力复合支撑体系为例,通过改变支撑预应力初始取值、支撑截面等参数来实现复合支撑水平方... 详细信息

为了消除巨型柱与支撑连接处的剪力突变,提高巨型柱的受力性能,提出了在竖向均布荷载和水平荷载作用下的复合支撑内力调平方法。以巨型钢框架预应力复合支撑体系为例,通过改变支撑预应力初始取值、支撑截面等参数来实现复合支撑水平方向内力的平衡,连接处巨型柱没有发生剪力突变,验证了调平方法的正确性。研究表明:在竖向均布对称荷载作用下,通过调节拉索初拉力可实现复合支撑内力调平;在反对称水平均布荷载和集中荷载作用下,通过改变拉索截面面积可实现复合支撑内力平衡。

关键词：预应力钢结构巨型结构复合支撑内力调平

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火灾下复合支撑加固木梁承载力衰减规律研究

火灾下复合支撑加固木梁承载力衰减规律研究

作者：苏悦沈阳建筑大学

学位级别：硕士

我国地域辽阔,各地建筑结构形式繁多,农村民居结构形式近600种,其中木结构和砖木结构占比较大。我国木结构民居主要分布在黔东南、桂西北等西南地区,由于木材可燃,多数村镇存在建筑密度大、消防设施落后以及村民缺乏防火意识等隐患,导... 详细信息

我国地域辽阔,各地建筑结构形式繁多,农村民居结构形式近600种,其中木结构和砖木结构占比较大。我国木结构民居主要分布在黔东南、桂西北等西南地区,由于木材可燃,多数村镇存在建筑密度大、消防设施落后以及村民缺乏防火意识等隐患,导致村镇地区火灾频发。木结构建筑主要由木板、木梁和木柱等基本构件组成,其中木柱截面尺寸最大,木梁次之,木板最薄,火灾作用下屋面板较薄先被烧穿,而后木梁炭化难以承受屋面荷载,引起房屋坍塌,造成巨大损失。近年来中央提出乡村振兴战略,关于村镇建筑耐火性能方面的研究逐渐得到重视,为积极响应国家平安乡村建设工作,需要进一步深入木梁耐火性能方面的研究,保护居民生命及财产安全。本文以西南地区村镇木结构建筑为研究背景,运用ABAQUS软件对复合支撑及复合支撑加固木梁体系进行常温及高温下力学性能分析,主要研究内容及结论如下:(1)提出一种复合支撑构件。复合支撑为矩形截面,中心处木方截面尺寸较小,角钢加固在木方四角处并包裹隔热材料,最外部用薄钢板包裹,在保证经济方便易施工的前提下提高木梁耐火性能。利用ABAQUS软件对木梁受火试验建立有限元模型进行对比验证,模拟结果与试验误差在15%以内,模型边界条件、材料参数及模拟方法准确。(2)利用ABAQUS软件对复合支撑在常温及高温下力学性能以及高温下耐火时间进行分析。常温下角钢对侧加固、角钢一侧加固、角钢四角加固、增加角钢尺寸和增大木方截面尺寸的复合支撑相较纯木方支撑承载力提升25.9%、13.6%、50.9%、39.5%、100%;经防火处理的角钢对侧加固支撑相较未经防火处理的角钢对侧加固支撑耐火时间延长274%,隔热材料可以有效延长支撑耐火时间;角钢一侧加固、角钢四角加固、增加角钢尺寸和增大木方截面尺寸的复合支撑较角钢对侧加固的复合支撑耐火时间分别延长3%、10.8%、2%、47.5%,增加木方截面尺寸延长支撑耐火时间效果最好。(3)利用ABAQUS软件对复合支撑加固木梁体系进行常温及高温下力学性能分析。CM为无支撑加固木梁,KJ-1～KJ-7中加固支撑均经过防火处理,分别为纯木方、纯角钢、角钢对侧加固、角钢一侧加固、角钢四角加固、增大角钢截面尺寸、增大木方截面尺寸的复合支撑。常温下KJ-2～KJ-7相较KJ-1木梁承载力提升-45.2%、27.1%、49.8%、135.7%、59.4%、123.4%;通过安全裕度曲线计算CM及加固木梁体系KJ-1、KJ-3～KJ-7耐火时间分别为28min37s、32min22s、35min26s、33min41s、36min29s、36min20s、35min53s。实际应用中可增加木方截面尺寸及增强连接节点处防火处理,建议优先考虑使用ZC-4即角钢一侧加固的复合支撑,并注意加强KJ-4连接节点处的防火措施。

关键词：村镇建筑复合支撑木梁耐火极限有限元分析

大口径光学反射镜加工制造过程中的复合支撑技术研究

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大口径光学反射镜加工制造过程中的复合支撑技术研究

作者：江昱含长春工业大学

学位级别：硕士

在大口径反射镜的加工制造中,为了提高加工效率以及重力卸载精度,本文提出了一种新型液压支撑结构,在液压支撑单元间支撑刚度存在分散性的情况下会显著降低反射镜的重力卸载精度与加工精度,从而影响反射镜的面形精度。本文以新型复合液... 详细信息

在大口径反射镜的加工制造中,为了提高加工效率以及重力卸载精度,本文提出了一种新型液压支撑结构,在液压支撑单元间支撑刚度存在分散性的情况下会显著降低反射镜的重力卸载精度与加工精度,从而影响反射镜的面形精度。本文以新型复合液压支撑为研究对象,运用理论分析、有限元分析以及试验测试对支撑刚度分散性展开研究,并提出降低刚度分散性的措施,从而提高反射镜面形精度。具体研究工作如下:第一部分主要介绍了4m反射镜的结构及各种不同反射镜的重力卸载支撑方式,通过对比不同支撑方式,最终选择液压Whiffletree结构作为4m反射镜的重力卸载支撑。在Hyper Mesh软件中用弹簧单元模拟反射镜的54点被动支撑,计算出54点支撑刚度完全一致,3%差异和5%差异的反射镜Z向（光轴方向）重力面形RMS值分别为6.5nm,13.3nm,19.0nm。分析结果表明,支撑刚度分散性对卸载精度有着明显消极影响。第二部分从系统级、组件级和零件级分别介绍了原位检测支撑系统的载荷卸载端、支撑结构以及滚动膜片结构;通过拉伸试验测量了纤维夹布橡胶的关键材料参数;对液压支撑单元进行受力分析,从流体力学、弹性力学和固体力学入手推导出支撑单元的支撑刚度解析式,进而得到支撑刚度与支撑结构本身尺寸参数、液压介质参数以及油液压强有关的结论。刚度解析式的推导为本文后续工作提供了理论依据,也为其他液压支撑单元的设计提供指导。第三部分研究各项参数及实际工况对支撑刚度及刚度分散性的影响。首先,通过有限元分析得出支撑单元尺寸参数及材料参数对支撑刚度的影响由大到小依次为:膜片厚度、膜片卷积高度、膜片卷积宽度和膜片弹性模量;然后进行了三组联组试验,测试了工作压强、工件下压速度和密封腔体中气泡含量对刚度分散性影响。测试结果表明,刚度分散性随着工作压强和工件下压速度增大而减小,气泡对于降低支撑刚度的分散性具有十分不利的影响;最后提出了有效降低刚度分散性的措施。第四部分为液压支撑系统的性能验证,在实施降低刚度分散性方法的情况下,分别从稳定性和重力卸载精度两方面进行性能验证。为测试系统的稳定性,进行单个液压支撑单元和液压联组加载工况下的密封性试验。测试结果表明,单液压支撑单元加载时管路内部压强变化迟缓,泄压速度低;液压单元联组加载工况下管路压强变化不明显。为验证液压支撑系统的重力卸载精度,对4m口径反射镜原位检测平台的500mm口径反射镜系统缩比模型进行了加工集成,引入降低刚度分散性的措施,最终测得实际九点支撑情况下的重力卸载面形精度RMS值为10.4nm,与分析计算结果误差小于5%,验证了本文提出的降低刚度分散性措施的有效性。

关键词：大口径光学反射镜重力卸载刚度分散性液压支撑单元复合支撑

基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压成形方法

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基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压成形方法

作者：王亚宇浙江大学

学位级别：硕士

旋压技术是属于金属塑性成形的一种加工工艺,具有无屑加工、产品精度高、功耗低等优点并广泛应用于复杂曲面件高精度、轻量、高稳定性的制造加工。无芯模旋压是利用通用芯模代替特定芯模的旋压成形方式,可实现柔性旋压成形加工,但因缺... 详细信息

旋压技术是属于金属塑性成形的一种加工工艺,具有无屑加工、产品精度高、功耗低等优点并广泛应用于复杂曲面件高精度、轻量、高稳定性的制造加工。无芯模旋压是利用通用芯模代替特定芯模的旋压成形方式,可实现柔性旋压成形加工,但因缺少支撑导致加工件加工不稳定、局部成形较差、形状精度较低等缺点。为解决上述技术难题,本文基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑(AMMAR)对旋压成型方法进行了相关研究,通过实验对比选取了优化后的支撑件圆角参数,然后在优化后的实验平台上基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑对单道次成形和分段多道次成形进行了展开研究,最后提出了首道次采用偏转式渐进成形轨迹的分段多道次成形方式,使试验件的成形质量得到了不断地优化,从而获得了较好成形质量的试验件,具体研究内容如下:基于AMMAR旋压成形机理和支撑参数研究:首先介绍了基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压仿真模型的构建过程、仿真有效性验证、实验工件模型以及实验平台和实验数据获取方法,然后通过实验结合仿真的方法对旋压支撑件圆角参数与成形质量之间的关系进行了相关研究。基于AMMAR单道次旋压成形研究:首先对基于AMMAR单道次旋压的成形机理进行分析,然后通过实验的方法研究了主辅旋轮间距对成形质量的影响,最后研究了主辅旋轮进给比与成形质量之间的关系。基于AMMAR分段多道次旋压成形的研究:将普通旋压分段多道次成形方式,经过转化后应用到本文基于辅助芯模和主辅旋轮复合支撑的旋压成形,然后分别研究了基于AMMAR分段多道次成形方式下,道次数和进给比与成形质量之间的关系,目的是为AMMAR分段多道次成形方式提供加工工艺参数选择的理论依据。基于AMMAR旋压分段成形的优化研究:本章首先对分段多道次成形主辅旋轮正返程轨迹进行了优化设计,提出了首道次采用偏转式渐进成形轨迹的分段多道次成形方式,然后对往返程采用变进给的方法,目的是为了进一步改善壁厚成形质量,最后对轮廓偏差进行对应的补偿,目的是为了提高形状成形精度。基于AMMAR分段多道次旋压成形应用:针对不同的旋压件,通过轮廓曲线拟合后得到加工的目标曲线,然后分别采用未优化和优化后的分段多道次成形方式对板料进行旋压成形加工,所述优化包括轨迹优化、进给比优化和轮廓偏差补偿优化。实验表明优化后的成形方式既可以改善试验件的最大壁厚减薄率,又可以提高试验件的形状轮廓精度。

关键词：旋压成形主辅旋轮辅助芯模复合支撑

非对称复合支撑梁式压电振动能量俘获装置的设计及实验研究

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非对称复合支撑梁式压电振动能量俘获装置的设计及实验研究

作者：丁永静安徽理工大学

学位级别：硕士

随着无线开关技术的不断发展,以无线开关为核心元件的无线开关网络和物联网技术,均在学术领域和工业领域得到了高效发展和广泛应用,而无线开关低功耗技术不断的发展使得利用电池为其供电成为可能,但传统化学电池存在占用体积较大、使用... 详细信息

随着无线开关技术的不断发展,以无线开关为核心元件的无线开关网络和物联网技术,均在学术领域和工业领域得到了高效发展和广泛应用,而无线开关低功耗技术不断的发展使得利用电池为其供电成为可能,但传统化学电池存在占用体积较大、使用寿命较短和需要定期更换维护等问题,利用压电振动能量俘获技术为无线开关提供稳定电能可以解决以上问题。但典型的能量俘获装置在工作时存在结构固有频率较高、整体输出能量较低的局限性,为了降低压电振动能量俘获装置的固有频率,提高压电振动能量俘获装置的电压输出和功率输出,在低频振动环境中实现为低功耗无线开关供能的需求,提出了一种非对称复合支撑梁式压电振动能量俘获装置,利用复合支撑的特点不仅降低能量俘获装置的固有频率,而且还提高了能量俘获转置的电压输出和功率输出;利用上、下压电陶瓷片不对称的特性去实现能量俘获装置的机械调谐,增强环境的适应性。首先,对压电振动能量俘获装置的理论基础进行了分析,在复合支撑梁的动力学模型和机电耦合模型的基础上,不仅得出了复合支撑梁的振型函数、系统的固有频率,而且还得出了影响复合支撑梁开路电压和总输出功率的相关因数。其次,对不同支撑方式压电振子的压电振动能量俘获装置进行了研究,根据固有频率、输出电压和输出功率这三项技术指标,确定压电振子的支撑方式;采用正交实验法对压电陶瓷片进行了尺寸参数优化,确定了复合支撑梁式压电能量俘获装置的尺寸参数,并在参数优化结果的基础上对选定的能量俘获装置进行了特性分析。然后,分别对压电陶瓷片不同连接方式和不同重合度压电陶瓷片进行了实验研究,在最优连接方式和最优重合度的基础上,对非对称复合梁式压电振动能量收集器进行了实验特性分析,实验结果表明:在外界激振频率为1.0g和外接电阻为50KΩ时,最大输出功率是770uW,其最大输出功率满足无线开关供电需求。最后,通过非对称复合支撑梁式压电振动能量俘获装置为核心搭建无线开关测试系统,验证了能量俘获装置能够实现无线开关信号的发射与接收。表明该压电能量俘获装置能够为无线开关稳定供电。图[77]表[15]参[54]

关键词：压电振动能量俘获非对称复合支撑无线开关自供电低功耗