摘要：随着电磁装置的设计面向于小型化和高功率化的趋势,其温升可能引起装置性能衰减甚至是结构损坏。因此,在设计阶段,除电磁场特性之外,温度场以及流体场特性分析也至关重要。该文针对双边轴向永磁式涡流制动器结构,分析其电磁场、流体场和温度场特性以及相互之间的影响机理。首先,通过电磁场有限元法分析涡流制动器的制动特性以及导体板中的涡流损耗变化曲线。其次,通过建立的三维流体场模型,分析涡流制动器气隙中的流体流动规律以及传热特性。最后,基于电磁场和流体场计算结果,建立涡流制动器的热网络模型,分析其温升特性,并通过三维温度场有限元法验证其准确性和有效性。通过上述方法,可以精确估计涡流制动器的运行状态,给设计人员提供理论依据。

摘要：同步提升强度与塑性是金属材料研究的不懈追求之一。近年来,异构设计通过调控力学性质存在显著差异的组元相的空间分布,突破了金属材料强度与塑性难兼得的瓶颈。异构变形诱导强化、应变分配、延迟颈缩、界面影响区等主流理论为异构金属材料设计提供了有力指导,上述理论均指出,在受载过程中,异构金属材料组元相的局域应力与局域应变存在独特特征,并伴随偏离经典理论预测的变形和断裂行为。本文综述了异构金属材料在早期变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段中局域应力和局域应变演化,归纳了异构金属材料中变形行为、断裂行为与局域应力、局域应变的交互关系及对力学性能的影响,为高性能异构金属材料的设计和研发提供新的思路。

摘要：为了突破局域共振带隙带宽窄的瓶颈,并获得宽频低频带隙,本文将基于磁流变弹性体的局域共振单元应用于新型超材料梁的设计.本文采用谱元法对所设计的超材料梁进行建模计算,基于离散傅里叶变换理论和变分法构建了谱梁单元,基于力-位移关系法构建了磁流变弹性体局域共振谱单元.利用有限元法计算结果的收敛趋势检验了本文结果的正确性.通过频响曲线讨论分析了外加磁场强度、局域共振单元附加质量和单胞梁段的材料组成等因素对所设计超材料梁带隙特性的影响.研究发现,采用基于磁流变弹性体的局域共振单元设计超材料梁,可以使局域共振带隙宽度达到与Bragg带隙相当的水平,有效拓展局域共振带隙的宽度,提高该超材料梁的减隔振能力;增大磁流变弹性体局域共振单元附加质量,将减小超材料梁Bragg带隙的下界频率并拓展其带隙宽度;增加磁流变弹性体超材料梁单胞数是提高其Bragg带隙和局域共振带隙衰减能力的有效手段;单胞梁段材料构成差异越大,低频带隙越多,总带宽越大,衰减能力越强.

摘要：空间等离子体环境模拟与研究装置用于在地面模拟空间磁场和等离子体环境,需要在3.5μH电感、0.8 mΩ电阻的环向场线圈负载上产生前沿130μs、降流时间不大于1600μs、峰值260 kA的脉冲电流,因此设计了一套模块化的电容器型放电电源。针对相对较小电感的负载,根据设计要求的放电波形和开关组件通流能力,考虑负载短路故障的情形,给出了保护电感、优化的模块数量等回路参数计算方法。进一步采用传输电缆作为能量传输,同时将电缆寄生电感作为保护电感的方案,研制了一套由4个模块组成的放电电源。研究结果表明,本文给出的电路理论计算结果与设计要求一致,放电试验进一步证明电源设计满足设计放电波形要求。

摘要：月/火矿物资源原位成型是太空原位制造技术的重要组成部分,也是建立外星基地等中长期任务的关键技术。月/火星壤成型方法主要分三大类:烧结成型、粘结成型和3D打印成型。从工艺上来讲,要尽可能采用太空中容易获取的资源作为成型所需能量和添加剂,以降低制造成本。从结构上来讲,大型结构件的快速成型和精细复杂结构成型是两个重要的研究趋势,用于满足外星活动的多场景需求。从性能上来讲,重点关注成型材料的力学性能和热物理性能,以满足承载和保温的需求。本文综述了国内外月/火星壤的主要成型技术,从原料获取、工艺流程、微观结构和性能等方面进行了系统的介绍,并归纳总结了各种成型方法的优缺点和发展趋势,旨在为外星资源原位利用这一重要研究课题的发展提供参考。

摘要：基于深空探测、空间电站以及商业航天、微纳卫星、长航时临近空间飞行等任务需求,高效率、轻量化、柔性化、高可靠性是未来空间太阳电池阵发展的主题。太阳电池阵由传统的刚性电池阵、半刚性电池阵向柔性电池阵发展。航天器在轨服役过程中需遭受带电粒子辐射、紫外辐射、原子氧等空间环境,因此需在电池表面封装防护层以减缓电池性能退化。作为太阳电池辐射屏蔽层,盖片的辐射防护性能、光学性能、力学性能是保证电池长期在轨高效稳定运行的核心要素。本文总结了近年来聚硅氧烷、透明聚酰亚胺、赝形玻璃盖片等太阳电池柔性封装材料研究进展,归纳了相关的空间环境模拟试验与在轨暴露试验结果,最后针对太阳电池柔性封装材料与技术的发展及应用进行了探讨展望。

摘要：空间等离子体环境模拟与研究装置SPERF(Space Plasma Environment Research Facility)中,环向场TF(toroidal field)线圈用于磁重联实验,物理上要求该线圈的脉冲电流在80μs的时刻大于200 kA,这对脉冲电流源的整体设计、放电开关和放电测试等提出了较高的技术要求。研究TF线圈脉冲电流源的设计、关键技术和测试,以实现这种100μs量级的脉冲大电流。首先,介绍了脉冲电源的结构,计算了脉冲电源的参数,设计了脉冲电源的模块化结构;其次,研究了放电开关组件的设计和测试;最后,介绍了脉冲电流源的测试,测试结果表明脉冲电流源能可靠地工作。所研究的脉冲电源对SPERF磁重联实验的开展具有重要意义,同时对脉冲强磁场、脉冲功率和电磁兼容等领域也具有参考价值。

摘要：针对声源式长基线(LBL)定位系统中信标测距信息不同步接收而引发的动态定位误差问题,提出了一种基于等效虚拟长基线(EVLBL)定位模型的组合导航算法。首先,建立并分析了在自主水下航行器(AUV)运动状态下的声源式LBL系统定位误差模型。然后,在此基础上设计了EVLBL模型,利用各信标定位信号接收时间间隔内AUV的航位推算增量,对信标位置进行等效平移进而构造虚拟信标阵。最后,设计了一种基于罗经、多普勒测速仪、深度计以及虚拟信标阵的组合导航算法。仿真结果表明,相较于传统LBL算法,所提组合导航算法在东向和北向的定位误差分别由1.41 m和1.39 m降低至0.13 m和0.14 m。

摘要：为了研究火星表面尘暴环境对探测器及人类活动的影响,研制了一种基于低密度直流式风洞的火星尘暴环境模拟装置:采用超声速引射器作为风洞动力源,结合具备多工况动态调节能力的大抽气量真空系统,实现了引射气量精准调控,可模拟100~1500 Pa低气压下的5~100 m/s大跨度风速;针对低气压下沙尘浓度难以精确控制的问题,采用振动式喂料、逆向螺旋式喷嘴设计以及大周期滞后串级调节方式,实现了0.1~1 g/m^(3)的沙尘浓度精确控制。该装置可用于研究火星尘暴环境对材料和机构的影响,同时还可用于火星气动力研究。

摘要：在小天体附近是否存在探测器的长寿命自然绕飞轨道是近小天体段轨道设计中的重要问题。针对不规则小天体附近复杂动力学环境,综合考虑不规则引力摄动J_(2)、J_(3)、J_(4)项,太阳光压摄动和可能存在的星蚀情况,基于平均动力学和冻结轨道求解方法发展了一种能够快速确定小行星附近长寿命自然绕飞轨道的类型和存在区域(轨道根数存在范围)的半解析方法。分析了考虑光压摄动、星蚀以及小行星-探测器系统参数变化对这些轨道存在区域的影响。搜索了潜在威胁小行星99942 Apophis附近可能存在的自然绕飞轨道,发现了两类长寿命轨道族:存在域小且对参数不确定性更敏感的向日轨道族和半长轴跨度范围较大且稳定性更好的晨昏线轨道族。研究结果表明太阳光压对不规则小天体附近长寿命绕飞轨道的存在情况影响显著。考虑光压摄动后,长寿命轨道存在域显著减小。随着光压摄动的增强,向日轨道偏心率增大,而晨昏线轨道偏心率减小,两类轨道的半长轴覆盖范围均减小。