小尺寸壳体屏蔽效能仿真研究进展

仪器设备的屏蔽效能是电磁兼容领域中的重要问题,是电子仪器设备安全和武器装备安全性的主要标志.简要总结了国内外对屏蔽效能仿真研究的过去和现状,并给出了相关的发展趋势;针对小尺寸(尺寸<2 m)屏蔽壳体,介绍了目前国际电工委员会在混响室条件下屏蔽效能理论与实验研究的动态以及进一步改进IEC61000-4-21标准的计划.     

混响室环境下小屏蔽体屏蔽效能的试验研究

采用统计方法试验研究了混响室条件下小屏蔽体的屏蔽效能.为解决传统屏蔽效能定义方法存在的问题,提出了屏蔽效能的统计定义,建议采用平均屏蔽效能和最低屏蔽效能共同表示小屏蔽体的屏蔽特性.试验结果表明,采用统计定义后测量结果可以准确反映小屏蔽体的整体屏蔽特性,能有效指导相应电子器件的电磁屏蔽;测量数据稳定,5次测量数值最大偏差小于1dB,变异系数小于0.032,具有较好的可重复性.     

平面型材料的宽频带电磁屏蔽效能测试

结合法兰同轴法和矩形波导管法测试了平面型纯镁金属屏蔽网和不锈钢电磁屏蔽网的宽频带(0.03~18GHz)电磁屏蔽效能.通过搭建测试系统,测量、记录了有无屏蔽材料时经装置衰减后的微波信号,并利用自主开发的Assembly-Plot软件实现了对测量数据的采集与处理,通过对数据的分析讨论了2种典型实验材料的屏蔽效能.考虑测量方法的最优适用频带,针对不同频带,采用不同方法进行测量,能够真实地评价屏蔽材料的电磁屏蔽效能.     

电磁屏蔽技术在微电子设备雷电防护中的应用

本文旨在结合电磁屏蔽效能测量技术探讨各防雷区域内微电子设备采用的屏蔽措施。对室外的微电子设备增加雷电防护区。对大尺寸屏蔽空间内的微电子设备,除了采用外部屏蔽措施外,还需要根据设备的屏蔽效能要求增设局部屏蔽措施。设备的位置需根据距离曲线合理布置,同时对微电子设备连接线路采用屏蔽措施。同一微电子设备的所有屏蔽层均应该进行等电位连接并接地。     

复杂电磁环境下带孔缝机箱的屏蔽效能

用混响室技术模拟复杂电磁环境,研究复杂电磁环境下带孔缝机箱壳体的屏蔽效能.分别研究了孔洞面积、孔洞形状、孔洞面积一定时孔洞数量对开孔屏蔽箱体屏蔽效能的影响.研究表明:在100~800MHz频段,随着频率的升高,箱体屏蔽效能下降;随着孔洞面积的增大,屏蔽效能下降;孔洞面积相同时,开圆形孔洞比开方形孔洞屏蔽效能高;孔洞面积一定时,孔洞数量越多,壳体屏蔽效能越高;另外,在400,600MHz 2个频点屏蔽壳体发生谐振,壳体屏蔽效能显著降低.     

混响室条件下小尺寸腔体屏蔽效能测试

针对小尺寸腔体屏蔽效(SE)能难以测试的问题,对频率搅拌嵌套混响室法SE测试中天线效率的影响加以修正;并利用感应电动势法对壁面单极子天线的响应进行推导,得出其能够用于检测混响室内场环境的结论.利用该结论,采用频率搅拌+壁面单极子天线的改进测量模式,对某装备电气系统模块箱体的SE进行测试研究.测得的S₂₁参数证明了频率搅拌调节场分布的有效性;而低频段的S₂₁均值曲线说明混响室内能量随频率变化呈现一定震荡特性. SE计算结果表明,箱体在过模状态下(3~13 GHz)的屏蔽效能力从20 dB逐渐减弱到5 dB,并且测试结果与天线位置的选取无关,若忽略天线效率可导致多达10 dB的测量误差,这在实际测试中需要引起重视.      

屏蔽效能自动测试系统设计与实现

自主研制了一套平面材料屏蔽效能自动测试系统，可对平面材料进行屏蔽室窗口法和同轴传输线法测试。该系统由屏蔽室、脉冲信号发射设备和测量接收设备等构成。系统硬件采用当前流行的USB／GPIB接口连接方式；软件基于Lab-Windows／CVI平台进行开发，采用了一个通用自动测试系统软件框架，提高了测试系统的通用性、灵活性、可维护性和可扩充性。利用Lab Windows／CVI编写测量和数据处理程序，实现了数据采集和处理自动化，提高了屏蔽效能测试的效率和精确度。     

金属网屏蔽笼屏蔽效能的计算模型及方法

为了研究金属网状屏蔽体屏蔽雷电冲击磁场的屏蔽效能,考虑到雷电波在波头部分的波长远大于一般屏蔽体的尺寸,可用电路方法求解,因此采用回路电流法计算金属网屏蔽体的屏蔽效能。根据场源的对称性,提出将立方形网状屏蔽体简化为圆柱形同轴圆环的计算方法。此算法实现了在微机上对密网孔大体积的屏蔽体的暂态屏蔽效能进行计算。其计算结果与实测值是吻合的。     

扫频实现混响室频率搅拌的仿真和实验研究

频率搅拌混响室具有节省建造成本、提供更大的测试空间、减少测试时间等优点,尤其适用于小混响室,应用前景广阔。计算了给定工作频率下混响室的谐振模式,对频率搅拌的有效性进行理论分析。分别采用FEKO建模仿真和试验两种方式,测量工作区域8个顶点位置的场强值,运用IEC61000-4-21中关于场均匀性的评价标准对测量结果进行检验。结果表明场均匀性均符合标准要求,从而验证了频率搅拌混响室的有效性。在此基础上通过设置对比仿真,比较了中心工作频率在200 MHz,搅拌带宽分别为6 MHz、10 MHz、20 MHz时场均匀性的情况。结果表明随着带宽增大,场均匀性可以得到一定程度改善,但并不明显。     

兼并模对混响室场均匀性影响的仿真分析

为了研究兼并模对混响室场均匀性的影响,用FEKO软件建立了2个体积大致相等的矩形混响室壳体模型.1号混响室的尺寸为5 m×4 m×3 m,2号混响室尺寸为4 m×4 m×4 m,2号混响室存在简并模.2个混响室采用相同的机械搅拌器,分别计算2个混响室测试区某个矩形区域8个顶点的电场强度,计算各电场分量的以及总的标准偏差.结果表明,2号混响室场的标准偏差大于1号,说明兼并模的存在导致了混响室场均匀性的下降.     

冻融循环作用下橡胶混凝土蠕变特性试验研究

橡胶混凝土Concrete with Rubber Aggregate（简称RC）具有较高的抗冻融性，但其在各种冻融条件下的长期蠕变行为尚不清楚，势必会影响橡胶混凝土在严寒地区的应用。以RC在冻融循环条件下的蠕变特性为对象，选取C40普通混凝土配比为试验基准，将等体积、粒径为3~6mm橡胶颗粒代替中砂质量的10%配制了一种RC，在RC材料经历0、30、60、90、120、150次冻融循环试验后，进行单轴抗压、单轴蠕变、冻融后动弹性模量及SEM电子显微镜观察等试验。结果表明：相对于0次冻融循环条件下的RC，经历30-150次冻融循环作用后其抗压强度分别下降了6.51%-47%，质量损失率分别提高了6%-11.2%。随冻融循环次数的增加，RC蠕变破坏逐渐达到其临界值应力水平，冻融动弹性模量不断降低。经多次冻融循环后，RC试件蠕变应力低于峰值强度的50%时，判断结构是安全的。超过该临界值时，判别安全标准取决于其应力荷载及冻融循环次数。     

基于模式理论的混响室概率统计模型在场线耦合分析中的应用

混响室作为一种新兴的电磁兼容测试设备具有重要的应用价值.混响室的概率统计模型是描述混响室内的场环境的有效方式.本文研究了已有的混响室的概率统计模型,应用蒙特卡洛方法模拟了基于模式理论的混响室模型,对混响室内的场线耦合问题进行了深入的研究.获得了混响室中单导体传输线终端负载响应的数值解,与已有的结果对比较为吻合,并通过对传输线与腔壁距离变化的研究,讨论了混响室内的场均匀性,这也意味着基于模式理论的概率统计模型能够更精细地描述混响室电磁环境.     

纤维加固钢筋混凝土柱抗压承载力分析

为了对18根钢筋混凝土短柱进行抗压加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土柱进行抗压加固,采用分级单调加载方式对所有柱进行轴心受压试验,在加载过程中,量测了试验柱的应变、变形和极限承载力。结果表明,采用纤维对钢筋混凝土柱进行加固后,其抗压强度提高,延性加大。     

基于STM32F103和IFOC的三相交流感应电机测控系统设计

介绍了三相交流电机间接磁场定向控制（IFOC）算法的控制思路,并提出一种以STM32F103RC控制器为核心的感应电机测控系统设计方案.根据IFOC算法和STM32F103RC的特点,文中给出了系统具体的软硬件实现方法.样机测试表明,该方案可实现对此类电机的准确监测和稳定控制,具有较高的实用价值.     

CFS抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能研究

采用厚型防火涂料对3根碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁和1根对比梁进行ISO834标准升温条件下的恒载升温耐火性能试验,得到试验梁的测点温度随时间增加的分布关系。分析不同加载方式、剪跨比、加固量和防火保护层厚度对高温下CFRP抗剪加固梁的破坏形态及耐火极限的影响。试验研究表明:剪跨比是高温下影响CFRP抗剪加固梁耐火极限和破坏形态的主要因素;抗剪加固防火涂料的厚度可以提高剪切破坏的耐火极限,但不改变弯曲破坏的耐火极限。编制了设有厚型防火涂料保护的碳纤维抗剪加固混凝土梁的截面温度场计算程序,通过试验结果验证程序的正确性。为全面考虑影响高温下碳纤维抗剪加固钢筋混凝土梁耐火极限的因素提供补充。     

竖向荷载对RC框架动力检测参数影响的试验研究

通过对不同工况下三跨两层平面框架结构的检测实验,对比分析了恒载对框架结构动力检测参数的影响问题,得出了恒载对一般框架结构的检测刚度和检测频率有较大影响的结论,建议在多层框架结构的新建设计以及实测鉴定中也应考虑重力二阶效应的影响.     

应力状态对RC梁混凝土碳化损伤及承载力的影响

为研究应力状态对RC梁混凝土碳化损伤及承载力的影响规律，制作了7根RC梁进行加速碳化环境与荷载耦合作用试验研究。将RC梁放入环境箱中，进行三点弯曲静力持荷条件下的7 d、14 d、28 d加速碳化试验，得到不同持荷时间下的RC梁受拉、受压不同区域的混凝土碳化深度，进一步开展加速碳化作用、加速碳化与荷载耦合作用后的RC梁三点弯曲试验，探讨应力状态时碳化深度对RC梁极限承载力的影响机制。结果表明：通过对RC梁受压、受拉区的混凝土碳化深度分析，发现压应力状态会抑制碳化反应的进行，而拉应力状态会促进碳化反应的进行，28 d后受拉区混凝土碳化深度比受压区增加了34.7%。混凝土碳化损伤导致抗压强度降低、钢筋锈蚀影响了试验梁的极限承载力，加速碳化作用28 d后RC梁的极限承载力下降了10.7%，加速碳化与荷载耦合作用28 d后RC梁的极限承载力下降了14.9%。     

节段拼装预应力UHPC-RC组合箱梁受弯性能试验

为充分发挥超高性能混凝土（UHPC）和普通钢筋混凝土（RC）材料在箱梁桥应用中的力学性能,开展了节段拼装预应力UHPC-RC组合箱梁的静载试验,研究其受力过程、破坏形态和裂缝开展情况。结果表明：组合箱梁经历了弹性变形、裂缝开展和结构破坏三个不同受力阶段;裂缝首先由梁跨中节段接缝张开逐步发展至顶板翼缘,梁底板和腹板均未见明显裂缝,开裂的受拉区应力主要由预应力筋承担,最大裂缝宽度随荷载增加分阶段线性增大,试验梁最终以RC顶板混凝土压溃破坏而失效;受力过程中,UHPC U型梁和RC顶板能够保持良好的协同工作;组合箱梁存在一定的剪力滞效应。