高阶耦合系数三芯光纤耦合器开关数值解

利用分裂步长傅立叶方法研究了基态孤子在耦合系数随频率变化的三纤芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性。研究表明一阶色散耦合系数使光脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性遭到破坏;二阶色散耦合系数使光脉冲传输时的耦合长度减短、开关阈值功率增加而且开关特性也变得更加陡峭。     

带状双芯光纤及其双折射特性分析

试制了一种带状双芯光纤.根据带状双芯光纤的结构特点,给出了其在制作光纤器件及光纤传感器上的典型应用.利用有限元软件仿真分析了带状双芯光纤的双折射特性,通过调整光纤模型的结构参数,给出了该光纤双折射随光纤包层厚度的变化而改变的趋势,对于新型特种双芯光纤的设计和改进具有一定的参考意义.     

苯溶液液芯光纤拉曼光谱的研究

本文叙述了利用液芯光纤技术获得最佳自发拉曼光谱的方法和条件.用70mW倍频矾酸钇半导体泵浦连续激光器为泵浦光源,获得了高强度的苯自发拉曼光谱.用测量拉曼信号强度的方法,计算出光纤衰减系数α,从而获得了最大拉曼光谱所对应的最佳光纤长度.本文以倍频矾酸钇半导体泵浦连续激光器为光源.用LRS-Ⅱ型激光拉曼/荧光光谱仪得到了丰富的苯的拉曼光谱,比用普通方法获得的拉曼光谱强度增高两个数量级.实验结果与理论计算基本符合.     

椭圆芯保偏光纤模间干涉特性的研究

对椭圆芯保偏光纤模间干涉特性进行了仿真研究,通过数值计算分析了椭圆芯保偏光纤模间干涉拍长、模传播常数、模间传播常数差与光源波长的关系,并对椭圆芯保偏光纤椭圆度和纤芯折射率变化对模间干涉特性的影响进行了深入分析,给出了相应的仿真结果和曲线。本文的研究结果对于设计基于椭圆芯保偏光纤模间干涉原理的光纤传感器具有重要的指导作用。     

变截面梁扭转的有限元分析

推导了变截面梁单元的扭转刚度矩阵和等效节点载荷公式。对于截面半径按线性变化的梁,运用该扭转刚度矩阵将得到精确解。对于变截面梁的扭转,若用等截面扭转刚度矩阵分段近似,需采用较多的单元数,才能使结果收敛于精确解。     

基于有限元的金属切屑过程仿真研究

阐述了金属切削有限元仿真的优势和理论方法.基于大变形有限元理论,建立了金属切削的有限元模型,利用通用的商业有限元软件实现了切屑形成过程的仿真.通过仿真结果,可以比较直观看到应力,温度等在切屑形成过程中的分布和变化.     

七芯光纤拉锥的折射率传感性能研究

设计和展示了一种光纤嵌入式的高灵敏度折射率传感器。在七芯光纤两端熔接单模光纤组成三明治结构,使用氢气火焰对七芯光纤进行加热并拉伸,制备出具有独特微结构的七芯光纤同轴干涉仪。在拉锥过程中,随着光纤直径减小,光纤中纤芯直径、纤芯距等比例缩小。光纤表面产生消逝场的同时,不同纤芯之间也发生了明显的光学干涉。这种具有较强消逝场的光学干涉器件,展现出明显的环境折射率敏感特性。由实验结果可知,当其腰区直径为9μm时,在折射率1.426 4～1.427 8范围内折射率灵敏度达到9 194.6 nm/RIU。这种折射率传感器具有结构紧凑、制备简单、干涉条纹明显和敏感度高的优点,在生物及化学传感领域具有潜在的应用价值。     

基于单晶硅各向异性特征的纳米压痕过程有限元仿真研究

本文采用各向异性弹塑性材料本构关系,利用非线性有限元软件MSC.Marc建立了单晶硅纳米压痕过程的三维模型,分别用玻氏、维氏、圆锥形和球形压头对单晶硅（100）晶面进行了纳米压痕过程的仿真分析,研究了单晶硅对于不同形状的压头、不同压头半锥角、不同最大加载力的加、卸载响应特性。仿真结果表明,压入相同深度时,圆锥形压头所需载荷最小,材料对圆锥形和球形压入产生的应力应变分布呈现出各向异性,体现了单晶硅在不同晶向上的材料性能存在差异。当最大加载力为25mN时,仿真得出维氏压头在单晶硅（100）晶面产生的压痕深度约为300nm,与相应实验结果基本相符。     

短肢剪力墙节点扭转性能的有限元分析

由于混凝土塑性变形的影响,短肢剪力墙节点在受到扭转作用加剧时,与按弹性理论计算的结果相差较大。因此,利用ANSYS有限元计算软件,模拟在水平低周反复荷载作用下的T型短肢剪力墙节点,通过分析其结构变形、裂缝和混凝土应力情况等研究节点的扭转性能。研究结果表明:在梁端施加水平作用力可以对节点造成扭转破坏,且梁与墙连接处因出现应力集中而最先出现裂缝,裂缝出现后因部分混凝土退出工作,节点的受力性能发生质的改变;在一定范围内,适当增加轴压比可以提高短肢剪力墙节点的耗能能力,增加其延性;对于容易受到扭转作用的短肢剪力墙节点,可以适当加强节点配筋布置以承受全部的外扭作用,避免节点被过早破坏。     

基于ABAQUS的压电悬臂梁有限元仿真分析

介绍了压电效应与压电材料相关理论及大型有限元分析软件ABAQUS及其力电耦合场分析功能,采用有限元软件ABAQUS对压电材料悬臂梁进行分析.建立了ABAQUS软件压电悬臂梁实体模型,设定几何尺寸和材料特性参数进行性能仿真,具有很好的通用性.讨论了不同电压下电压-位移变化关系.算例结果表明ABAQUS计算结果同理论解吻合很好,具有较高的精度.     

下部钻柱有限元动力学仿真研究

针对下部钻柱在钻井过程中的振动状态,分析了振动机理,并建立下部钻柱组合节点单元三维动力学模型,运用强迫频率理论和高斯列主消元法对动力学方程组进行求解,得到不同转速下的最大径向变形及弯曲应力,绘出相应的幅频响应曲线,确定相应的临界转速.研究表明,钻柱转速对钻柱振动影响较大,通常钻柱工作转速要避开钻具组合谐振频率,可减缓钻柱振动,保护钻柱.     

空芯光子晶体光纤的纤芯设计及特性研究

为了研究纤芯形状和大小对光纤特性的影响,设计了2种纤芯形状的7芯空芯光子晶体光纤(HC-PCFs),并与传统的十二边形纤芯的HC-PCFs进行了对比.运用有限元法进行仿真计算,结果表明:内凹圆化型纤芯的HCPCF比普通十二边形的HC-PCF具有更低的泄漏损耗和波导色散,而内凹直线型纤芯的HC-PCF具有特别的波导色散特性,新设计的纤芯结构未来可用于大容量光通信、光孤子传输以及色散补偿中.     

高分辨率光纤倒像器纤芯材料的制备及性能研究

光纤倒像器是一种可将图像反转180°的光纤传像器件,具有分辨率高、传像清晰、体积小、重量轻等优点。主要用来替代微光夜视仪中的中继透镜系统,同时被广泛应用于需要倒像的各种装置中。本文系统地研究了光纤倒像器纤芯玻璃的组成配比,采用高温熔融法制备出了纤芯玻璃材料,研究结果显示：研制的纤芯玻璃透过率达到90%以上,折射率达到1.7869以上,热膨胀系数为97×10-7/℃,热稳定性较好（ΔT=184.5℃）,退火过程中未析晶,并与现有包层玻璃相匹配,满足了光纤制备工艺的基本要求。     

钢花管中低频扭转模态的衰减特性

结合有限元仿真与实验研究了钢花管的注浆孔数与孔直径对低频扭转模态T(0,1)衰减特性的影响.首先,理论分析了自由钢管中低频扭转模态的传播特性,然后将有限元仿真、实验得到的不同频率的T(0,1)模态群速度与理论频散曲线进行对比,验证了有限元仿真的正确性及厚度切变型传感器激励T(0,1)模态的有效性.在此基础上,确定了30 kHz为T(0,1)模态检测钢花管的最佳激励频率.仿真与实验研究结果表明:频率30 kHz的T(0,1)模态的信号幅值随注浆孔数的增多与孔直径的增大有不同程度的下降,为利用低频T(0,1)模态对钢花管进行无损检测奠定了基础.     

基于ADAMS和UG的光纤研磨机研磨轨迹仿真

采用虚拟样机技术,使用机械系统动力学自动分析软件ADAMS,对应用UGNX2.0设计的行星式光纤研磨机实体模型进行了研磨轨迹仿真,仿真了系杆转速与研磨盘自转转速在不同转速比的情况下光纤连接器端面中心点相对研磨盘的轨迹,取得了在不同转速比下的研磨轨迹图形,对仿真得出的研磨轨迹进行了分析,并结合研磨技术的要求,得到了理想的研磨轨迹.相对以往通过建立数学方程来求解轨迹的方法,ADAMS则提供了较为准确、快速和直观的轨迹图形,这为研磨轨迹对研磨质量和研磨效率影响的深入研究提供了极大的方便.     

基于ANSYS的250t转炉温度场有限元仿真分析

基于ANSYS建立250 t转炉系统的有限元温度场分析模型,并对转炉温度场进行数值仿真计算和分析,得到250 t转炉系统的温度场,并与现场实测值进行比较。结果表明,仿真计算结果与实测值误差较小,仿真结果是正确和有效的。     

有限元仿真在薄壁罐的应用

运用大型通用有限元软件ANSYS,结合饮料罐和番茄酱罐制品在实际使用过程中遇到的问题,对此类罐在壁厚变化、罐体受力和承载等方面进行了模拟计算.对于饮料罐A和B分别进行了四种不同壁厚的计算,主要是对罐体在不同的部位受挤压力和整体承载时的情况下计算出最大等效应力值,将其进行分析比较,得出安全状态下罐体减薄后的变化趋势.对于番茄酱罐,分别计算了四种不同的罐型的承载情况,得出承载能力较强的罐型.通过分析壁厚减薄对罐体性能的影响等,为此类罐的减薄提供科学的理论依据.     

基于智能算法的光纤预制棒芯层制备工艺参数优化

结合BP(back propagation)神经网络和遗传算法,提出一种高质量低成本工艺参数优化方法。选取轴向气相沉积法(vapor axial deposition, VAD)制备光纤预制棒芯层时喷灯气体(H₂-1、H₂-2、H₂-3、Ar-1、Ar-2、Ar-3、O₂-1、O₂-2、SiCl₄)流量作为输入变量,制备出的光纤预制棒芯层的质量作为输出变量,建立神经网络模型;将训练好的神经网络模型与具有全局寻优能力的遗传算法相结合,以高质量等级光纤预制棒芯层为寻优目标,优化得到高质量等级气体参数;对得到的参数以低成本为目标进行寻优,得到高质量低成本工艺参数。试验结果表明,与优化前的人工优化结果相比,制备出的光纤预制棒芯层达到较高质量的同时成本降低22.19%。     

夹芯复合材料耐压壳舱段仿真计算及临界环肋高度确定方法研究

本文基于Abaqus有限元仿真软件,针对夹芯复合材料耐压壳舱段有效支撑的临界环肋高度问题进行了计算分析.论文首先结合相关试验结果,对仿真计算方法进行了验证.然后建立了共3个系列15个有限元模型,对在不同腹板铺层方式、不同尺寸的T型截面舱段环肋结构支撑下的夹芯复合材料耐压壳长舱段进行了临界屈曲载荷的计算,并得到以下结论.通过设置环肋可以有效地增加夹芯复合材料耐压壳长舱段的稳定性.当环肋的支撑刚度增加到一定值时,长舱段的屈曲模态会从整体屈曲转变为被环肋边界限制在舱段范围内的的多段的单分段屈曲模态,该环肋高度称为环肋有效支撑的临界环肋高度.环肋有效支撑的临界高度可以通过屈曲载荷随腹板高度的增长趋势图中两段直线的交点位置来确定.当环肋高度大于临界环肋高度时,结构的分段屈曲载荷与环肋的属性关系不大,主要与夹芯圆柱壳自身的尺寸与材料属性有关.经计算,本文所分析的夹芯复合材料耐压壳结构其分段自身屈曲载荷可达7.0MPa.