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关键词： 磁偶极子   2阶磁场梯度张量   缩并   全局模量   局部模量  

摘要： 针对磁场定位中2阶磁场梯度张量的理论尚不够完善的现状,提出基于磁偶极子的2阶磁场梯度张量缩并方法。给出2阶磁场梯度张量的全局模量和局部模量计算公式,分析2阶磁场梯度张量的全局模量和局部模量及相关参数的三维空间分布规律,并给出相关参数k_(H)、k_(Hxy)和k_(Hz)的近似计算公式,比较1阶磁场梯度张量和2阶磁场梯度张量及其模量的分布规律及与距离的关系。计算结果表明:全局模量C_(H)及参数k_(H)值在0°≤≤90°时,随着增大而减小,在=0°时最大,在=90°时最小;局部模量C_(Hxy)和参数k_(Hxy)值在0°≤≤90°时,随先增加、后减少,当=35°时最大,当=90°时最小;局部模量C_(Hz)和参数k_(Hz)随先减少、后增加,当=0°时最大,当=71°时最小;k_(H)、k_(Hxy)和k_(Hz)的拟合值与理论反演值高度吻合;在距离较近时,2阶磁场梯度张量及模量更敏感;在距离较远时,1阶磁场梯度张量及模量更敏感;在实际磁场定位的应用中,可结合1阶和2阶磁场梯度张量及全局模量进行使用。

关键词： 光纤光栅   螺栓法兰连接   螺栓力   胶封装   监测   阀门  

摘要： 针对在役法兰螺栓力难以精确可靠监测的问题,采用有限元法分析了表面式和埋入式2种胶封装结构的应变传递率,制备了带2种胶封装光纤光栅(FBG)应变传感器的螺栓,通过室温单轴拉伸试验标定了传感器螺栓力响应特性,并应用于阀门中法兰螺栓力监测。胶封装工艺不改变FBG反射谱形状,应变传递率达100%,室温下传感器螺栓力响应具有良好线性、重复性和稳定性,实现了中法兰在安装及压力试验工况下的螺栓力监测。研究表明,胶封装FBG应变传感器为法兰螺栓力在线监测提供了一种有效手段。

关键词： 集成噪声重构经验模式分解(ENEMD)   张量   高阶奇异值分解(HOSVD)   噪声估计   航天故障诊断  

摘要： 及时准确地识别航天机构萌生和发展的损伤故障特征信息,可为机构故障诊断评估、科学任务调整以及未来在轨维修提供科学决策依据。集成噪声重构经验模式分解(ENEMD)及其衍生方法都是基于噪声利用机制以原信号中估计噪声改善模式混淆并实现信号降噪。然而,该方法中奇异值拐点难以获取、阈值处理中噪声不连续等带来的噪声估计偏差,将降低微弱特征提取准确性。为此,提出一种基于高阶奇异值分解(HOSVD)局部重组的噪声估计技术。研究基于滑动窗截断和Hankel矩阵相结合的张量构建,然后将奇异值曲率谱上的最大峰值点作为合理奇异阶,最后根据选取的奇异阶重构张量分解模型得到所需的估计噪声分量。在此基础上,将HOSVD局部重组引入ENEMD方法中,提出利噪抑噪经验模式分解方法。该方法可进一步提高微弱噪声估计精确度,实现对航天机构损伤微弱特征的增强提取。仿真分析和某航天轴承试验案例验证了该方法在损伤微弱特征提取和识别上具有实用性与有效性。

关键词： 粉质黏土   振动锤   打桩分析   波动方程  

摘要： 近年来,随着海洋工程的发展,振动锤以其区别于传统打桩锤的优势被越来越多的应用于海上施工。然而由于其振沉机理复杂,桩的可沉性分析一直是研究的重点。利用荷兰以及我国规范方法,对某海上平台直径508 mm的管桩在振动锤的安装可沉性进行了判别,同时利用波动方程对沉桩过程进行了预测,并将预测结果与现场实测数据进行了比较。结果表明:荷兰以及我国的规范方法采用激振力判别的结果均与现场相符;关于振幅判别,我国规范与现场相符而荷兰规范偏于保守。利用基于Hypervib模型无土塞条件下得到的土阻力进行波动方程分析,可以对沉桩过程进行较准确的预测。上述分析结果对合理进行振动锤的沉桩判别以及可沉性分析具有实际的指导意义。

关键词： 光学薄膜   红外增透膜   多波段   硒化锌  

摘要： 为了满足光电设备窗口片的使用要求,设计了一种以硒化锌为基底的多波段红外增透膜。为了达到多波段增透的目的,选取硫化锌、氟化镱分别作为高、低折射率材料,在硒化锌基底前后表面镀制相同的多波段红外增透膜。最终实现0.808μm、0.880μm、0.915μm处透过率在91%以上,3.7~4.8μm和10.6μm处透过率在95%以上,并且膜层具有良好耐环境适应性。

关键词： 光纤光栅   传感器   布设装置   耦合   水力输送  

摘要： 光纤光栅监测手段在煤矿井下应用比较广泛,用来监测工作面的应力变化以及瓦斯浓度等参数。为了更加精确地监测,将光纤光栅传感器布置在水平深孔内,监测的重要环节是要确保光纤光栅应变传感器能够和孔壁有效耦合,这样才能采集到准确的信号。设计的水平孔光纤光栅应变传感器布设装置采用水力输送的方式将光纤光栅传感器布置在孔内,其操作简单、方便灵活,能有效探查孔内情况,与煤壁的接触度好,且可靠性高、方便回收,大大提高了监测施工的效率。

关键词： 平均故障间隔时间   可靠性预计   多叶光栅准直器   失效率  

摘要： 目的探究工程样机制作前行之有效的可靠性预计的分析方法。方法本文以放疗设备中关键子系统多叶光栅准直器为研究对象,首先根据其结构特点进行可靠性预计模型建立,再根据GJB/Z299C-2006指导方法计算电子元器件失效率数值,通过有限元法、实验法、全寿命分析等方法计算机械部件或关键零件的失效率,最后根据元器件计数法以及产品设计的串并联逻辑关系进行总失效率计算。结果产品设计初期的理论平均故障间隔时间(Mean Time Between Failure,MTBF)为376.5 h,未达理论预期指标500 h,经识别主要是源于系统中传动丝杆和传动丝母较高的失效率,成了整个系统的最薄弱环节。通过提高丝杆强度以及硬化工艺优化等手段提升了预期使用寿命,但传动丝母由于行业技术瓶颈难以降低失效率,因而需要通过定期更换以保障系统运行,故在产品维保策略中需将其定义为易损件。结论本文通过可靠性预计将发现的潜在风险点控制在工程实现前期,降低企业开发成本和迭代频率。文中对复杂机电系统总结出的详细和完善的分析方法,可作为工程技术人员进行可靠性预计工作的参考依据。

关键词： 时域有限差分   涡旋光束   发射器   微环谐振腔   光栅   集成光学器件  

摘要： 为实现涡旋光束在小型设备中的应用,提出一种圆柱孔光栅蚀刻硅微环谐振腔结构,器件半径仅为4.1μm。建立一个理论模型,利用偶极子点表示沿微环腔内壁的光栅元件散射辐射,推导输出光场表达式,建模结果验证该结构可在不同波长下选择性地产生各种拓扑数的涡旋光束。此外,对器件进行性能分析与参数优化,结果表明,微环波导宽度过小会大大增加微环的辐射损耗。当微环波导宽度为450nm、耦合间距为100nm时,1 579nm波长附近的谐振峰输出功率为16.3dB,Q值为15 800。以上研究可为后续实验测试和涡旋光束在自由空间光通信、光学成像、传感、原子磁强计光源系统等领域的实际应用提供有价值的参考。

关键词： Eshelby张量   三维立方准晶   椭球夹杂  

摘要： 准晶颗粒增强复合材料具有优异的物化性能和应用前景.不同于传统的各向同性材料,三维立方准晶体材料包含声子场,相位子场,及声子-相位子耦合场.为更好地研究准晶体颗粒夹杂问题,揭示准晶体材料夹杂问题的物理现象,论文利用本征应变公式和柯西留数定理,考虑椭球体夹杂,获得了三维立方准晶材料夹杂问题的Eshelby张量,并给出了统一的表达式.进而,当三维立方准晶夹杂形状为球形、棒状、扁平状和带状时,获得了封闭形式的三维立方准晶Eshelby张量表达式.同时,给出了椭球体长径比变化时Eshelby张量的变化规律,这对研究准晶体颗粒夹杂问题具有重要的理论意义.

关键词： 大地电磁   阻抗分解   畸变校正   粒子群优化算法  

摘要： 在大地电磁勘探中,当近地表三维电性不均匀异常体的几何尺寸远小于电磁波的趋肤深度时,阻抗张量会发生严重畸变。若不消除这种影响,反演得到的电性结构会偏离真实构造,进而影响后续的地质解释。传统的畸变校正方法大多假设区域构造为一维或二维,而实际区域构造一般都是三维。文中从阻抗张量的振幅—相位张量分解出发,基于不含畸变的振幅张量分解参数与相位张量分解参数最为相似这一特点,以对应分解参数差异之和建立目标函数,通过改进粒子群算法搜索畸变参数,将目标函数值作为粒子的适应度,实现区域构造为任意维性的大地电磁电流型畸变校正,提出了无需区域构造维性假设、适应性更广的大地电磁电流型畸变校正方法。最后,应用该方法对三维模型和实测数据进行计算,结果验证了该方法的有效性、正确性和实用性。