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更新時(shí)間：2025.03.15
基于變換光學(xué)的波導(dǎo)彎接頭設(shè)計(jì)

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變換光學(xué)是一種通過設(shè)計(jì)改變傳輸介質(zhì)的電磁特性實(shí)現(xiàn)調(diào)控電磁波任意傳輸?shù)睦碚?根據(jù)麥克斯韋方程組在空間變換下的協(xié)變性,可以通過坐標(biāo)變換設(shè)計(jì)出具有特定電磁參數(shù)的材料,從而設(shè)計(jì)新型電磁器件滿足對(duì)電磁波傳輸?shù)奶囟ㄐ枨?基于變換光學(xué)的方法,人們陸續(xù)提出了隱身斗篷,隱身地毯以及波束集中器等新型電磁功能器件.基于上述背景,應(yīng)用變換光學(xué)的理論方法,本文提出并設(shè)計(jì)了一種可實(shí)現(xiàn)無反射傳輸?shù)?0°波導(dǎo)彎接頭.對(duì)波導(dǎo)彎接頭材料的電磁參數(shù)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)于入射波的傳輸方向的操控,滿足無反射傳輸要求.然而,經(jīng)過變換光學(xué)得到的波導(dǎo)接頭材料電磁參數(shù)通常是各向異性的,因此在實(shí)際制備中很難實(shí)現(xiàn).本文根據(jù)等效介質(zhì)理論使用兩種各向同性材料在特定方向上層疊等效實(shí)現(xiàn)了波導(dǎo)彎接頭處各向異性材料的電磁特性.基于有限元方法,對(duì)設(shè)計(jì)的波導(dǎo)接頭進(jìn)行了數(shù)值仿真,結(jié)果表明:在填充了特定材料的彎曲波導(dǎo)接頭處,電磁波可以實(shí)現(xiàn)無反射傳播從而大幅提高了傳輸效率.

典型鋼梁與箱型柱采用梁翼切削或梁翼加蓋板抗彎接頭的破壞模式

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本文主要介紹二十二組鋼梁與箱型柱抗彎接頭試體的耐震行為與破壞模式,其中十七組試體采用梁翼切削(reduced beam section,RBS)式接頭,另五組以梁翼加蓋板的補(bǔ)強(qiáng)(enlarged beam section,EBS)式接頭,所有試體均為梁腹栓接、梁翼焊接(BWWF)的現(xiàn)場(chǎng)施作接頭。試驗(yàn)結(jié)果顯示,七組梁翼切削試體及三組梁翼加蓋板試體具有4%弧度層間位移角或3%塑性轉(zhuǎn)角以上的變形能力,此十組試體的平均梁塑鉸應(yīng)變硬化系數(shù)為1.22。由試體破壞形式歸納,造成梁柱接頭變形能力不足的破壞模式包括:梁翼板全滲透焊道斷裂、梁翼板于梁腹扇形開孔尖端附近斷裂、梁翼切削段內(nèi)斷裂、柱內(nèi)橫隔板與柱板間焊道破壞、及柱板冷(氫)裂五類。探討此試體破壞原因發(fā)現(xiàn),在六組鋼梁與柱內(nèi)橫隔板電溶渣焊焊道側(cè)接合的試體中,三組試體破壞發(fā)生于電溶渣焊與柱板接合界面附近,破壞機(jī)率高達(dá)50%,此現(xiàn)象應(yīng)值得鋼構(gòu)業(yè)重視。本研究成果也發(fā)現(xiàn),高達(dá)55%試體未滿足臺(tái)灣鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范3%塑性轉(zhuǎn)角或美國(guó)AISC耐震特別規(guī)定4%層間位移角的變形需求,此顯示鋼梁與箱型柱采用梁翼切削或加蓋板抗彎接頭的設(shè)計(jì)、施工與檢測(cè)技術(shù)有相當(dāng)大的改善空間。

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