多工况载荷下连续体结构拓扑优化设计研究

在充分研究多工况下连续体结构拓扑优化的研究现状和理论的基础上,采用密度插值格式和优化准则法,以各工况载荷下的结构刚度最大化为优化目标函数,基于线性加权和法建立多工况下结构拓扑优化设计模型,给出基于敏度过滤技术改进的设计变量更新格式,并提出确定载荷权重的新方法即α-方法.该方法简单、实用,算例证明了其有效性.     

面向制造的连续体结构拓扑优化设计方法研究

为了更好地解决结构拓扑优化的工程实用化问题,研究了一种面向制造的连续体结构拓扑优化设计的方法,即面向制造的分级拓扑优化方法。该方法可使优化结果同时满足设计性能和制造性能的要求。为消除数值不稳定,研究了密度和敏度混合高斯函数过滤算法,该算法能有效解决棋盘格式及网格依赖等数值不稳定问题,并能获得良好的优化结果。利用研究的分级拓扑优化方法和有关算法,对经典算例进行计算,所得结果验证了该方法的可行性和有效性。     

多物理谱仪高精四刀光阑机械设计与分析

四刀光阑是多物理谱仪（MPI）光路控制系统的重要组成部分之一，它的定位精度将直接决定中子束斑分布情况从而影响中子散射实验分析结果的准确性。为了满足高辐射、高磁场、高真空并且空间狭小的工作环境，并且具有较高的定位精度与重复定位精度需求的MPI四刀光阑系统。针对这些需求提出一种新的四刀光阑系统，采用压电陶瓷电机为进给驱动系统、中子吸收材料碳化硼为刀片的方案。实验表明，这种方案具有良好的应用效果，四刀光阑的重复定位精度可以控制在1.5μm，偏摆角误差4.5′，相比于现在使用的四刀光阑有了很大的提升。这套四刀光阑设计方案的提出为类似狭小空间中的高精度、大行程装置的研发提供了一种有效的解决思路。     

基于激光光斑相似性度量的粒子加速器在线准直监测系统研制

在线准直监测是保障粒子加速器设备稳定性的重要手段，激光准直具有响应快，精度高等特点，是机器关键设备在线准直监测的重要数据参考来源。针对合肥先进光源的准直要求，提出了一种基于激光光斑相似性度量的高精度在线准直监测系统，通过对激光成像光斑位移进行测量来监测被测系统的横向位置偏移。本文介绍该系统激光光路控制、探测器组件的结构及工作原理，并对系统关键误差展开分析，在随机噪声的影响下，算法精度优于±0.17像素(pix)。然后，搭建了一套40 m长的样机系统，采用相似性度量算法，在不同时间获取不同监测位置被测目标的相对位置偏差，经测试，系统的横向监测精度优于8μm,且样机的监测精度与被测目标的距离无关。该样机系统的研制成功，为更远距离微位移监测系统的研制提供基础数据，可适用于第4代同步辐射光源、自由电子激光、直线型对撞机等加速器领域设备的在线位移监测。