侧入式液晶显示屏导光板散射网点密度设计

为了获得更好的光学均匀度,提高液晶显示器的亮度和色度,研究了导光板双边入光时散射网点密度对导光板出光面光学均匀度的影响。首先分析了导光板在液晶显示器中的工作原理。进一步通过理论分析,得出导光板散射网点的密度随着与光源距离的增大而增大。使用Trace Pro软件模拟了当网点密度从导光板中心位置向两边递减时,导光板出光面的光学辐照度,模拟得出的结果与理论分析一致。实验结果表明,导光板出光面的亮度最大值为5 729 cd/m~2,最小值为4 729 cd/m~2,光学均匀度为82.54%。通过对导光板散射网点密度的研究,为以后导光板的发展提供了理论基础。     

导光板散射网点密度设计与研究

为了获得更好的光学均匀度,提高液晶显示器的亮度和色度,研究了导光板双边入光时散射网点密度对导光板出光面光学均匀度的影响。首先分析了导光板在液晶显示器中的工作原理。进一步通过理论分析得出,导光板散射网点的密度随着与光源距离的增大而增大。使用TracePro软件模拟了当网点密度从导光板中心位置向两边递减时的导光板出光面的光学辐照度,模拟得出的结果与理论分析一致。实验结果表明,导光板出光面的亮度最大值为5729cd/m2,最小值为4729cd/m2,光学均匀度为82.54%。通过对导光板散射网点密度的研究,为以后导光板的发展提供了理论基础。     

一种圆形导光板散射网点的设计与仿真

根据发光二极管(LED)照度分布函数及导光板中光的传输特性,推导出一种圆形导光板散射网点的计算方法.与传统布点方法相比,该方法可以减少布点过程中LED正前方网点删除(减小网点密度)及LED之间网点增加(增加网点密度)的步骤,从而减少实际背光模组网点设计过程的改版次数.利用VBA编程生成网点,通过Speos光学软件对一个圆形背光模组进行模拟仿真,结果显示可以获得一个均匀分布的照度图.     

基于光学仿真Tracepro软件对多面微结构导光板光学性能的研究

导光板是液晶显示器重要的组成元件之一，光线从侧面耦合进入导光板时，导光板表面的微结构会改变光线的传播路径，使其从导光板出光面（正面）均匀出光，因此导光板表面的微结构是实现均匀出光的关键。基于光学仿真Tracepro软件进行导光板表面的微结构的设计，在保证出光效率的基础上，使导光板的照度均匀度由54.3%提高至80.8%；并且在照度均匀度为80%左右的基础上，在出光面添加微结构，使得出光效率提高至60%。最后采用底面网点微结构远光源处密度大于近光源处密度的排列方式，使得导光板的照度均匀度得到明显提升，最大达到90.2%。     

实现导光板网点合理性分布的研究

针对镭射型导光板网点设计需求,提出了采用区域分割法及斥力缓和法来实现网点的合理分布.设计了一种网点密度分布物理模型,利用该模型控制导光板网点按照LED的光学特点分布.镭射型导光板网点的设计难以控制半径和深度按图案规律变化,只能是通过调节其网点密度来实现网点分布合理化,通过区域分割法生成网点并且使用斥力缓和法对网点进行微调,最后得到了高均匀性的无规则网点分布,将调整前的网点分布和调整后的网点分布进行对比得出斥力缓和法是一种调整网点间距的有效方法.针对区域分割方法生成网点容易出现区域边界过渡带的问题,使用重新中分法,使得区域边界的过渡带问题得到了有效的解决,这对于控制背光模组的光学效果具有重要的意义.     

弓网电弧检测系统弧光采集部分参数设计

合理地设计弓网电弧检测系统弧光采集部分参数有利于最大程度地收集特定波段日盲紫外光信号,从而提高城市轨道交通弓网电弧检测系统的精度.针对弧光采集系统与弓网接触点距离为3m,4 m,5 m 3种物距方案进行了光学参数设计,估算了直径为2.5 mm光纤束在3种物距方案下能够采集到的相对光子数,并在MATLAB环境下对每种物距方案的像点尺寸进行了仿真.仿真结果表明,3种物距方案下,物面上任一点所成的像点直径均小于光纤束端面尺寸,因此可认为该系统在光纤耦合过程中几乎不产生光信号损失.所设计的弧光采集系统参数能够满足城轨弓网电弧检测系统紫外光信号的采集要求.     

用遗传算法进行光传送网虚拓扑的优化设计方法

为了解决波分复用的光组网结构设计的核心问题，提出了一种广域光传送网优化虚拓扑的设计原则，其优化的目标是使吞吐量最大。整体最优问题可分解为若干相对简单的局部优化子问题，即确定一个虚拟的边通拓扑，它使每个节点都满足接收机和发射机限制；在物理拓扑上路由光通道；最优化分配光通道波长；在虚拓扑上路由分组业务。采用Prufer数方法随机产生一组可行的虚拓扑算法，并使用遗传算法来优化虚拓扑，从而得到最优解。该算法对于实际光传送网逻辑拓扑的设计具有重要的指导作用。     

基于MATLAB自卸车举升机构优化设计

对自卸车T式举升机构进行理论分析与数学建模,推导出举升机构的几何方程与静力学方程,建立了以举升机构初始时的机构各铰点坐标值为设计变量,以最大举升力最优为目标函数的数学模型,综合考虑机构的几何约束与运动约束,并以MATLAB仿真软件为工具,对所建立的数学模型进行最优化仿真研究.     

用于裂隙光源的侧面发光塑料光纤散射点设计

设计一种侧面发光塑料光纤表面正四棱锥形微结构散射点，使侧面发光塑料光纤可用作裂隙灯显微镜的裂隙光源，以减小裂隙光源的体积.采用光学仿真软件分析光纤上表面(有散射点)和光纤下表面(无散射点)的散射率，当塑料光纤直径为1 mm时，得到优化后的正四棱锥散射点的底边宽度和深度均为80μm.仿真结果表明，光纤下表面散射光的光束发散角在垂直于光纤方向约为40°,在平行于光纤方向约为110°,经过焦距为50 mm的投射镜会聚后的光带宽度约为0.3 mm,可以满足裂隙灯显微镜的要求.     

二元光学技术制作背光照明系统导光板

以侧导式冷阴极灯背光照明系统为例，介绍了传统背光照明系统的基本构成和性能及设计趋势．由二元光学中泰伯光栅能产生均匀高效率的阵列照明等特点，提出可以用二元光学设计和制作背光照明系统导光板的新方法．     

基于Ad Hoc网络覆盖模型的信道分配策略及其抗毁性分析

首先, 基于计算几何与图染色的相关理论, 通过建立自组织网络（Ad Hoc）在假设区域不同约束条件下的最优化模型, 运用MATLAB软件进行编程与系统仿真, 分析并解决了自组织网络区域覆盖与信道分配问题. 其次, 结合概率论与数理统计的思想, 定量分析网络拓扑结构的抗毁性问题. 仿真和实验结果证明了模型的有效性及控制方法的可行性.     

穿孔金属板表皮建筑室内照度模型与采光性能

近年来,穿孔金属板作为玻璃幕墙的外挂遮阳构件受到建筑师和业主的广泛青睐.为了解决因结构复杂穿孔金属板表皮建筑的采光模拟过程烦琐耗时这一问题,基于全阴天空模型,建立了穿孔金属板表皮建筑室内照度数学模型,以获取工作面特定点的照度值;同时利用光环境模拟软件Radiance对该模型进行验证;最后就穿孔金属板建筑表皮几何参数对室内采光性能的影响进行分析.结果表明:通过室内照度数学模型与Radiance软件数值模拟所得结果的整体误差平均值为3.9％,其证实了模型的准确性与优越性,可为建筑遮阳设计中穿孔金属板几何参数的确定提供快速准确的计算方法,以营造理想的室内光环境.     

杆、梁结构离散变量拓扑优化设计

在考虑断面面积和拓扑两类离散变量及其耦合关系的基础上,建立了离散变量拓扑优化设计的数学模型;该模型反映了拓扑优化问题的耦合优化本质,有效地避免了“极限应力”和“奇解”对拓扑优化问题的困扰;为求解上述数学模型,提出了“拟机率-网格搜索法”;用该法对包含两类变量的杆、梁结构进行了拓扑优化设计,收到了较好的效果。     

塔式起重机臂架腹杆布局及尺寸优化设计

为实现塔式起重机臂架布局和尺寸的优化,提出了桁架结构拓扑及尺寸两阶段优化设计方法.第一阶段先建立臂架的周期性板梁拓扑优化模型,使用周期性SKO方法对腹板进行连续体拓扑优化,得到优化的腹板拓扑构型,并通过提取主应力路径将优化的腹板拓扑结构转化为离散的腹杆布局;第二阶段以臂架腹杆截面半径为设计变量,臂架柔度为目标函数,材料体积为约束条件建立优化模型,基于Lagrange乘子法和库恩塔克条件推导腹杆截面尺寸优化迭代准则,基于欧拉公式推导了腹杆稳定性约束条件以保证尺寸优化过程中臂架稳定性.数值分析结果表明,该优化方法能有效地减轻臂架结构质量,提高臂架的刚度,减少变形并降低结构应力水平.     

满意度动态加权法在自卸车车架拓扑优化中的应用

为了使自卸车车架在满足使用性能的条件下达到轻量化的要求,将拓扑优化方法引入车架的结构设计过程中。以车架多工况权重刚度最大化为优化目标,以设计区域的体积分数为约束,以设计区域的材料密度为设计变量, 建立了自卸车车架结构多刚度拓扑优化模型;在采用动态加权方法将多刚度这一多目标优化问题转化为单一目标优化的过程中,基于决策论中满意度理论提出了多工况权重比的计算方法。该方法使权重比的设定随每个单目标函数在每次迭代后的变化而自动调整,可避免传统方法中由于设计者主观因素造成的权重比偏差。仿真分析表明,车架性能满足工作要求,验证了车架设计的合理性。     

纯电动汽车白车身拓扑优化设计及性能验证

基于变密度结构拓扑优化方法,以柔度最小化为目标建立了汽车白车身拓扑优化数学模型。对其白车身结构在静载荷、弯曲载荷,以及扭转载荷工况下分别进行拓扑优化设计,得到相应的最优拓扑结构。通过建立基于优化结果的白车身线框模型对其弯曲和扭转刚度进行验证。数值算例结果证明,拓扑优化方法能够得到具有工程实用价值的纯电动汽车白车身最优结构,在满足车身结构刚度要求的同时实现车身轻量化。     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

腭式破碎机动腭可靠性模糊优化设计

根据可靠性理论和模糊原理及可靠性设计准则,考虑影响腭式破碎机动腭尺寸和强度的种种模糊因素,提出了腭式破碎机动腭可靠性模糊优化设计的数学模型和方法,并进行了实例计算。