摘要：综合使用光线追踪法和点盒位置判断理论,提出了一种高效的钢板筒仓太阳辐射阴影区计算方法,并通过试验验证了该方法的计算精度。分析了钢板筒仓加盖和不加盖、满仓和空仓时太阳辐射非均匀温度场的时空分布规律,其中不加盖空仓时的太阳辐射非均匀温度场对结构最为不利。不加盖空仓时钢板筒仓结构正温差温度效应最大,与不考虑太阳辐射均匀温度作用工况相比,最大温度变形、最大温度应力、支座最大径向反力分别增加了135%、85%、85%,支座环向反力从0k N增加到132 k N,建议在工程设计中合理考虑太阳辐射非均匀温度效应。

摘要：为掌握各外荷载对反射面表面形状的影响,为促动器提供调控依据,确保巨型射电望远镜结构在运营期间良好的工作性能,以上海65 m天线结构为研究对象,对其主反射面面形精度问题展开研究。首先阐述了反射面最佳吻合抛物面的求解方法及面形精度的计算方法;其后介绍了主反射面最佳安装调整角的求解方法,并给出了最佳安装调整角度;最后,分析了结构自重、风、温度作用对反射面面形精度的影响,并给出了分析结果,分析时考虑了不同俯仰角、不同风速、非均匀温度场及反射面板的影响。结果表明:主反射面最佳安装调整角为48.9°,由此求得重力荷载下的精度最大值为0.73 mm,对应俯仰角为5°;日照非均匀温度场作用对于天线结构面形精度的影响接近重力影响,不容忽视;而工作风速和均匀温度场作用下的精度较重力产生的影响小很多,有数量级的差异。该分析方法和结果也为该类全可动天线结构设计及面形精度分析提供了相应的参考,具有借鉴意义。

摘要：空间热环境对环形可展天线在轨服役稳定性的影响很大,时刻变化着的热环境会造成天线温度的剧烈波动,从而导致天线结构的热变形,使得天线的形面精度恶化,影响天线电信号的传输甚至导致天线失效,因此有必要对天线进行热-结构分析。以环形可展天线为研究对象,考虑天线在轨服务环境中的各类因素(包括空间真空、空间低温、微重力和空间热源等),基于斯忒藩-玻尔兹曼定律和傅里叶热传导理论,利用有限元软件建立计及金属铰链的环形可展天线的热辐射-热传导分析模型,研究了环形可展天线的非均匀温度场;基于弹性热力学理论及有限元理论,建立计及与不计及金属铰链的环形可展天线的热变形分析模型,研究了非均匀温度场对环形可展天线形面精度和张力比的影响规律。研究结果表明:相较于不计及金属铰链的环形可展天线,计及金属铰链的环形可展天线的形面精度和张力比均发生恶化,其中形面精度变化值已达到毫米级。研究结果对同类型环形可展天线的热-结构分析有重要的借鉴意义,可为天线的结构设计提供参考。

摘要：以凯威特K8型单层球面网壳为研究对象,选用高大空间火灾空气温升曲线模拟3种火灾场景下结构的非均匀温度场,利用有限元软件ANSYS对结构进行火灾全过程分析,得出结构在火灾作用下的位移特征、内力变化、极限荷载和失稳模态,阐明不同结构参数(荷载比、矢跨比、跨度)对耐火时间和极限位移的影响。根据结构在火灾高温下的最不利情况和破坏形式,结合双层球面网壳的抗火优势,采用性能化防火设计方法,得到单层球面网壳结构防火改进的一般规律,达到延长结构的耐火时间,提高结构在火灾高温下弹塑性极限承载力的目的。

摘要：为了评估固定管板式换热器壳程圆筒体的安全强度,针对换热器壳体中的周向、轴向和径向三维不均匀温度场,总结了根据各自一维温度场模型由相应的解析式求解其热应力的方法。该方法简单易行、安全可靠,可便捷地得到比通常有限元应力分析方法更经济合理的设计结果。案例分析表明,一般的换热器圆筒体周向温差引起的轴向热应力大于轴向温差引起的轴向热应力,且该轴向应力可能出现拉应力和压应力交替间隔分布的状况。

摘要：针对温差发电系统非均匀温度场条件下,功率电压曲线呈现多峰特性,传统粒子群算法易陷入到局部最优,布谷鸟算法收敛时间慢等问题,提出了改进布谷鸟算法与粒子群算法相混合的最大功率点跟踪控制算法。引入自适应发现概率,扩大种群搜索范围,以最小收敛时间为约束函数,通过参数寻优确定最佳功率区间划分临界点参数,将寻优过程划分为粒子群快速粗寻优与改进布谷鸟稳态精寻优两个阶段,以提升算法的收敛速度和发电效率。仿真结果表明,本算法在均匀温度场条件下,收敛时间0.24 s,发电效率99.89%,在非均匀温度场条件下,收敛时间0.13 s,发电效率99.92%,均优于其他算法,该算法收敛迅速,跟踪精度高,并通过了基准测试函数测试,验证了该算法的有效性和通用性。

摘要：本文基于有限元程序ABAQUS建立了网架结构的分析模型,对不同长宽比、空间高度、跨度条件下的正放四角锥网架结构在大空间非均匀温度场中的耐火性能进行了分析计算。结果表明,网架结构在火灾下均出现了内力重分布,结构挠度变化较大;在相同跨度和支座布置条件下,随着空间高度的增加网架结构挠度增量呈降低趋势;在相同空间高度和支座布置条件下,跨度越小,温度对结构位移影响越明显;在相同高度和建筑面积条件下,矩形网架的抗火性能更好。本文在理论分析的基础上给出了网架结构建筑结构防火保护的建议范围,可为我国大空间结构的抗火设计提供有益参考。

摘要：以某水电站地面式明钢管为例,建立了水电站钢管结构整体有限元模型,考虑了均匀温度作用和非均匀温度作用对明钢管受力变形的影响,论证了地面式明钢管取消伸缩节的可行性。结果表明:取消伸缩节后钢管的Mises应力远小于钢材允许应力值,虽然上平段钢管产生了较大的轴向应力,但不会引起钢管屈曲失稳,因此从结构强度和稳定性多方面都表明地面式明钢管取消伸缩节是可行的。进一步探究了取消伸缩节后管道结构在不同温度作用下的作用机理,结果表明管道两侧非均匀温度对管道的轴向应力影响很大,可能会引起钢管轴向受压稳定问题,因此对取消伸缩节的明钢管除了进行强度校核以外还需要关注钢管轴向受压稳定性问题。