摘要：设计制作了一种适合单片光子集成回路的InP基16通道,200GHz通道间隔的阵列波导光栅(AWG)器件。采用偏振无关的深脊型波导以减小器件尺寸,提高光电子芯片的集成度。利用金属有机化学气相沉积(MOCVD),光刻及感应耦合反应离子束(ICP)刻蚀技术,成功研制出芯片样品。测试结果显示,器件插入损耗约-10dB,相邻通道串扰小于-15dB。

摘要：提出一种基于时间域耦合时间积分算法的数值流形法,以提高原有算法的计算效率。此算法包括耦合显式-隐式时间积分方案,相位转换准则及接触准则。为验证所提算法,对一个地震激励作用下沿倾斜边坡滑移的块体运动和简谐激励下单个块体的摇摆响应进行数值模拟。同时,将开发的算法应用到一个露天矿边坡的动态稳定性分析当中,数值分析结果和现场观测结果是一致的,但新的耦合算法比传统的隐式算法的计算效率提高了5.67倍,此算法可高效地应用于大型岩土工程问题的模拟。

摘要：一般大型水电站所建山区土壤电阻率很高,而且系统入地短路电流大,其接地系统设计较常规发变电站困难得多。针对此问题,结合锦屏二级水电站的实际情况,对高压母线发生接地故障时实际作用在站内二次设备上的过电压大小进行了理论分析和仿真计算。结果表明,作用在设备绝缘的过电压大小取决于接地网的网内电位差而非总地电位升,锦屏二级水电站在对外采取地电位隔离措施的前提下,其接地系统的设计可按开关站与厂房之间的接地网网内电位差≤1.4kV来进行控制。最后提出了大型水电站接地系统安全设计的准则,可为其他类似的工程设计和研究提供一定的参考。

摘要：针对目前再制造设计反馈机制不完善及缺乏再制造可行性强度指标等问题,提出强度冗余的概念,通过分析现役零部件'设计、服役、再制造'阶段的强度及损伤,结合零部件设计信息,以零部件主要失效形式为基本依据,构建强度冗余的层次结构,包括强度指标层、强度及损伤层和设计要素层,并明确强度冗余的数学表达。在此基础上建立冗余因子的计算模型,分析零部件满足再制造的强度冗余条件,同时以冗余因子为再制造可行性指标提出基于强度冗余的量化分析、参数优化和反馈验证三阶段设计流程,以实现零部件的再制造优化设计,并且分别对各阶段进行了详细阐述。以曲轴为例分析计算其强度冗余因子,对其初始设计方案进行面向再制造的改进,验证了该设计方法的有效性和可行性。

摘要：为了提高红外导引头稳定平台动态性能,减小振动环境对其稳定精度和光电载荷成像质量的影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,利用NX/TOSCA软件,以刚度最大化为目标函数,以体积比约束为设计响应约束,对红外导引头稳定平台主框架进行了拓扑优化设计。对比分析了经优化设计和经验设计的主框架结构形式的刚度及模态振型。结果显示,经拓扑优化的主框架在动态性能有所提高的情况下,结构质量大幅地减小,最大变形量由3.2μm减小到2.8μm,一阶固有频率由1 567 Hz提高到1 953 Hz,质量减小32.4%,有利于导引头轻量化水平的提升和整机性能的提高。最后,通过振动试验和稳定精度的检测数据验证了主框架的动态性能,说明了拓扑优化结果的正确性,这种拓扑优化方法可为其他重要件结构设计提供帮助。

摘要：仿形刀盘设计是小断面矩形掘进机研制过程中的关键技术,直接关系到隧道成型质量和设备利用率。提出了一种利用行星式传动机构进行小断面矩形隧道全断面开挖的仿形刀盘设计方法,基于刀盘轮廓与断面滚动相切的仿形原理,建立了刀盘轮廓的理论模型,在此基础上对刀盘切削轨迹和开挖面进行分析,指出直角矩形边角超挖不可避免,通过确定刀盘最优中心距、设置矩形圆角、优化刀盘轮廓,实现了圆角矩形隧道的全断面开挖。进一步通过刀盘轮廓质点的运动规律分析,依据刀具磨损等寿命原则,提出仿形刀盘刀具布置策略。结合日本2 m级矩形掘进机在砂砾层中的掘进试验,验证了刀盘设计方法的可行性,研究成果为小断面矩形掘进机仿形刀盘设计提供了理论依据。

摘要：在提高输电线路抗冰性能的建设中,如果设计冰厚选择过小,则在冰雪天气中输电线路可能难以抵御覆冰的侵袭;但如果设计冰厚选择过大,则线路建造或改造的投资额将成倍提高。因此,如何合理确定设计冰厚,使得线路建设同时能够满足经济性和安全性的要求,是当前线路改造和设计新的输电线路工程工作面临的重要问题。为此,分析了线径对导线覆冰的影响机理,在自然覆冰试验站现场观测了不同直径导线的覆冰情况,结合重庆大学近年在现场观测的覆冰数据,分析得到了导线覆冰厚度的直径订正系数,通过订正系数计算得到的导线覆冰厚度与现场实测冰厚的误差<6.8%,表明该系数能够较好地满足实测地区冰厚设计的要求。

摘要：随着空间光学技术的不断发展,时间延时积分电荷耦合器件(TDI-CCD)相机得到了广泛的应用,TDI-CCD图像传感器的应用不仅提高了相机系统的信噪比而且使相机的光机结构更加紧凑,但光学系统的畸变在推扫过程中会造成像移,并最终导致图像模糊,因此对光学系统的设计提出了新的要求。分析了光学系统畸变对TDI-CCD推扫成像时的影响,研究了空间相机光学系统设计中消除畸变的方法,并进行了光学系统设计。设计了谱段位于450～900nm,焦距f=6000mm,F数为10的三反射消畸变光学系统。设计结果表明,当光学系统视场角为1.6°时,光学系统的畸变量小于0.01%,当面中心遮拦为0.06时,Nyquist频率(50lp/mm)处调制传递函数优于0.50,成像质量达到衍射极限,可以满足高分辨率TDI-CCD空间相机的使用要求。该光学系也适用于多光谱、立体成像和立体测绘等对光学系统畸变有严格要求的相机系统。

摘要：本文以西安地铁区间隧道为工程背景,采用理论分析、数值模拟与现场试验等研究手段,基于收敛-约束法原理对现行支护参数安全性进行评价,得到结论如下:黄土地层特征曲线可分为直线与曲线段,洞周边墙地层首先发生屈服,并逐渐形成塑性滑移楔体向拱顶和拱底蔓延;复合式支护结构中各构件以并联方式共同承担地层压力;支护结构进入塑性状态后其力学性能急剧恶化,由于施工与运营不允许支护结构出现塑性屈服,本文从容许位移的角度提出定义支护结构安全系数的方法;现场试验中支护结构能提供的最大支护反力大于围岩与支护特征曲线平衡点应力,表明现行支护参数满足安全性要求;从容许位移角度提出支护结构安全性评价方法,通过有限元计算结果绘制相关部分的地层与支护特征曲线可得对应安全系数,计算表明隧道支护结构安全系数最小为边墙处1.14,设计与施工中应予关注。

摘要：针对巨型星座设计及建设过程中的覆盖性分析问题,提出了一种高效覆盖性分析新方法:并行墨卡托投影图叠加法(PMPS)。该算法通过对墨卡托投影图的图像叠加处理,进行覆盖域计算,突破了传统网格法(GPA)中网格数量与星座卫星数量的关联约束,降低了计算消耗对卫星数量增长的敏感度。给定计算精度下,随着卫星数量的增加,GPA与PMPS计算消耗比值逐渐提高,并最终趋于极限值,该极限值和GPA选取网格量呈正相关。仿真结果表明;全球覆盖分析中GPA网格数为10;量级、满足指定计算误差时,未引入并行计算的PMPS效率相对GPA最大可提高1~2个量级,当GPA网格量更大时,如10;量级时,未引入并行计算的PMPS效率相对GPA预计最大可提高2~3个量级。