P6团簇结构与稳定性的理论研究

P6团簇结构与稳定性的理论研究（精选8篇）

篇1：P6团簇结构与稳定性的理论研究

(BN)n团簇的结构和稳定性

用HF方法、密度泛函理论的B3LYP以及微扰理论的MP2方法,在6-31G(d)基组水平上,对(BN)n(n=1～16)团簇的.各种可能结构进行了优化.讨论了环状与笼状稳定团簇的几何构型、自然键轨道(NBO)、振动频率、结合能、核独立化学位移(NICS)和能量二次差分,得到了(BN)n(n=1～16)团簇结构的稳定性信息.比较了HF,B3LYP以及MP2三种理论方法对(BN)n团簇的适应性所表现出的差异.

作 者：贾建锋 武海顺 焦海军 作者单位：山西师范大学化学与材料科学学院,临汾,041004刊 名：化学学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA CHIMICA SINICA年，卷(期)：61(5)分类号：O6关键词：(BN)n团簇 结构与稳定性 自然键轨道 核独立化学位移 结合能

篇2：P6团簇结构与稳定性的理论研究

Sc12X团簇(X=B,C,N,Al,Si,P)的电子结构和稳定性

基于第一性原理,在密度泛函理论框架下,用广义梯度近似(GGA)研究二十面体Sc12X(X=B、C、N、Al、Si、P)中性和荷电团簇的.电子结构和稳定性,系统计算了它们的基态束缚能(BE)、原子间平衡间距、最高占据轨道(HOMO)与最低占据轨道(LUMO)之间的能隙、局域电荷以及HOMO电子构型.研究表明,用C、Si原子或荷电后的B、N、Al、P离子分别替代团簇Sc13中心原子可以使其成为稳定的结构.Sc12X团簇束缚能改变的原因在于掺杂改变了中心原子或离子与表面原子的轨道杂化.

作 者：程正富 肖绪洋 CHENG Zheng-fu XIAO Xu-yang 作者单位：重庆文理学院物理与信息工程系,重庆,402160刊 名：原子与分子物理学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS年，卷(期)：200724(3)分类号：O561.1 O641关键词：Sc12X团簇 密度泛函 电子结构 稳定性

篇3：P6团簇结构与稳定性的理论研究

磷团簇和含磷团簇具有神秘的、奇特的性质,蕴含着无可估计的广泛应用前景,是一个非常值得深入探索的研究方向,有可能成为新生长团簇的研究热点。钠磷团簇的理论研究可以为金属磷团簇的持续研究提供宝贵的参考。因此,本文的研究拓宽了团簇理论研究的范围,丰富了团簇化学的研究内容,对整个团簇研究水平的提高会有一定的促进作用。

1 计算方法

在前人所研究的P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9和P10团簇[1,2]各种稳定结构的基础上,利用GaussView绘图软件,用Na原子依次替换各团簇中的一个P原子,从而设计出NaPn(n=l～9)团簇的初始结构模型。对于设计出的各种结构模型,我们首先在HF/STO-3G水平上进行初步优化和频率分析,将得到的稳定结构作为B3LYP/6-311G(d)水平的初始参数重新进行优化和频率分析,从而得到NaPn(n=1～9)团簇的各种稳定结构,并对NaPn(n=1～9)每种团簇最稳定的结构进行二阶能量有限差分分析。

2 结果分析

2.1 NaPn(n=1～9)团簇最稳定构型与Pn(n=2～10)团簇构型的比较

通过比较图1,图2和图3可以看出,NaP、NaP2、NaP3、NaP5团簇的最稳定构型是在对应的Pn (n=2,3,4,6)团簇最稳定结构上由一个Na原子取代而得,而NaP4、NaP6、NaP7、NaP8、NaP9团簇的最稳定构型并非从P。(n=5,7～10)团簇的最稳定结构取代所得。P2最稳定的结构是P原子之间以双键相连的直线型结构,NaP的结构只能为直线型;P3最稳定的结构是一个平面三角形结构[3,4],NaP2的最稳定结构也为平面三角形结构;P4最稳定结构是正四面体结构,NaP3最稳定构型也是四面体结构。NaP4最稳定的结构是四面体P4断裂一个键后增加1个二配位Na原子形成的,属于C2v点群。NaP5属C5v构型,在NaPn(n=l～9)团簇中的对称性最高,是五元环的P团簇与五配位的Na原子结合而成。NaP6团簇的最稳定结构可认为是P4团簇连接1个三角形的NaP2团簇形成的。NaP7团簇最稳定的结构是由1个三配位的钠原子加在P7最稳定结构侧部构成的。NaP8最稳定结构是由楔形P8在侧部增加1个二配位的钠原子而成。NaP9最稳定的构型是由1个五元环的P5分子与三元环P3通过2个单键和1个二配位的P原子连接,再结合1个二配位的钠原子所形成的。对比纯P团簇的最稳定结构发现[5]:掺杂Na的P团簇与纯P团簇一样,笼状多面体结构[6]比较稳定。

2.2 NaPn (n=1～9)团簇最稳定结构的几何构型

结合表1和表2分析如下:

NaP:NaP具有Cxv对称性。从表1中我们看到,Na-P的键长为0.266nm,这远远大于实验上得到的磷二聚体P2的键长0.198 nm[7],Na的掺入使原子间距变大。

NaP2:三原子的磷钠掺杂团簇与一般团簇一样,以三角形结构的能量最低。

注:1 a.u=2625.5 kJ·mol-1=27.2116 eV

由图1和图2可知,NaP2团簇与P3团簇均为C2v对称的等腰三角形结构,但Na的掺杂,使底角∠2P1P3P从57.2°增大到68.5°(∠1P2P3Na)(见表1和表2),体系能量升高,稳定性降低。

NaP3:NaP3团簇为Cs构型,P4为正四面体构型,Na的引入破坏了原有体系的对称性,平均键长增加了0.01nm。

NaP4:NaP4最稳定的结构是四面体P4断裂一个键后增加1个二配位钠原子形成的,属于C2,点群。NaP4团簇中,P-Na键的最邻近键长为0.278nm,比P5团簇中P-P键的最邻近键长(0.199nm)长0.079nm。

NaP5:NaP5具有C5,的对称性,是NaPn(n=1～9)团簇中对称性最高的团簇分子,但Na-P的键长为0.294nm,键最弱。

NaP6:在P7团簇中(如图2所示),4号、5号和6号P原子组成规则的等边三角形,而Na掺杂后,三角形变得不规则,NaP的平均键长为0.274nm,比先前的P-P键长0.053nm。

NaP7:在这里我们特别指出,在计算过程中,我们发现NaP7团簇的源P8团簇并不能稳定存在,但由它转化而来的NaP7团簇却是所有优化所得NaP7团簇中最稳定的构型。

NaP8:根据表1,P-Na的最邻近键长为0.282nm,比P9团簇中P-P键最邻近键长(0.224nm)长0.058nm,结构也发生了很大的变化,P9团簇(图2)为C2v构型,而NaP8团簇为Cs构型。

NaP9:NaP9团簇中,P-Na最邻近键长为0.278nm,比P10团簇中P-P键的最邻近键长(0.204nm)长0.074nm,对称性也发生了很大变化,P10团簇(图2)为C2v构型,而NaP9团簇为Cs构型。

2.3 稳定性和幻数

原子中的电子状态和原子核的核子状态具有幻数特征(即壳层结构),由原子构成的团簇具有类似的特征,在质谱分析中,某些原子数目的团簇强度呈现峰值,表明这些原子特别稳定,这些原子数目称之为“幻数”[8]。在团簇物理学中,寻找团簇的幻数主要借助的工具是二阶能量有限差分,当二阶能量有限差分出现局域最大值即峰值时,此时的团簇尺寸数目n即为可能的幻数。

为了说明NaPn(n=1～9)团簇是否存在幻数结构,我们给出其相邻团簇能量的二阶有限差分:A2E(m)=2E(m)-E(m+1)-E(m-1)。其中E(m)表示m个原子团簇的总能量,A2E(m)的绝对值越大,团簇的结构越稳定。A2E(m)的值见表3,计算结果如图4所示。为了便于分析和讨论,在此用P原子的个数n来标志不同的NaPn团簇。

由图4可知,在n=3,6处NaPn(n=1～9)团簇最稳定结构的二阶能量有限差分出现局域最大值,n=3,6可能为NaPn(n=1～9)团簇的幻数,这说明NaP3,NaP6较其他团簇更稳定。

3 结论

本文利用密度泛函理论对NaPn(n=1～9)团簇的几何构型、稳定性进行了较系统的计算研究,得到了各个尺寸团簇的最低能量结构。与纯磷团簇对比,NaPn(n=1～9)团簇的对称性与稳定性都有所降低。由NaPn(n=1～9)团簇最稳定结构的二阶能量有限差分随P原子数目n的变化图(图4)可知,NaPn (n=1～9)团簇在n=3、6处存在幻数结构,NaP3、NaP6结构最稳定。

摘要：在前人所研究的磷团簇基础上设计出NaPn(n=1～9)团簇的各种结构模型,并在B3LYP/6-311G(d)水平上对它们进行优化和频率分析,得到NaPn(n=1～9)每种团簇的各种稳定结构,并对每种团簇的最稳定结构进行二阶能量有限差分分析。结果表明:与纯磷团簇相比,NaPn(n=1～9)团簇的对称性与稳定性都有所降低;n=3,6时NaPn(n=1～9)团簇的最稳定结构存在幻数结构,它们在所有NaPn(n=1～9)团簇中最稳定。

关键词：NaPn(n=1～9)团簇,理论计算,稳定结构

参考文献

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篇4：钢结构的稳定性设计研究

【关键词】钢结构；稳定性；结构设计；相关因素

1.钢结构稳定性设计中存在的问题

钢结构稳定性问题是指在受到外界扰动的情况下能否恢复到初始状态的性能，在钢结构的使用中，其稳定性会受到其本身或者外界各方面因素的影响，具有一定的随机性，因此，对于钢结构稳定性设计不仅仅要考虑到自身影响因素，还要顾及到外界影响造成的不良后果，才能从根本上阻止各种隐患的发生。

首先，钢结构稳定性受到其构件承载强度的影响，其中也包括构件材料的应力、截面特征等，都对钢结构稳定性产生影响。整体结构的支撑力与抗扭力性能也十分重要，包括在设计建模设计为了对结构进行分析,所提的假设、数学模型、边界条件以及目前技术水平难以在计算中反映的种种因素,所导致的理论值与实际承载力出现的差异,都是影响钢结构稳定性的重要因素，这些在稳定性设计时都是必须考虑的。

其次，目前钢结构稳定性设计中存在的问题是大跨度结构设计中如何反映轴力和弯矩的耦合效应。一般情况下，大跨度结构设计中取一个稳定安全系数，不一定能真实的反应网壳结构的受力状态，因此，预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善的状况下，整体与局部的稳定性之间的相互作用关系也是值得研究的问题。

另外，对于钢结构来说其稳定理论也不是十分完善，而通常人们在设计中时却是从完善的角度思考，很多随即因素并没有考虑进去，就去对其稳定性造成严重的影响。在实际工程施工中，因为大部分局限于结构参数的不确定性，就会引起结构响应的显著差异，所以，钢结构稳定性设计应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究。才能确保钢结构应用顺利进行。

以上都是钢结构构件稳定性设计中存在的问题，只有不断完善相关基础理论研究，加强对影响钢结构稳定性设计的随机因素加强检测和控制，才能从根本上使得钢结构的稳定性问题得到根本解决。

2.钢结构稳定性设计原则和特点

2.1钢结构稳定性设计的原则

首先，一般情况下保证平面结构不出现失稳现象，需要从钢结构整体的布置着手，因此，在设计时就要考虑必要的支撑构件，满足整个体系以及构件局部稳定性的要求。同时，在计算平面结构的稳定也必须和结构布置保持一致，由平面桁架组成的塔架，需要注意杆件的稳定和横隔设置之间的关系。

其次，在设计时结构计算简图和实际计算方式所依据的简图必须保持一致。很多时候为了节约成本，在设计单层或多层框架的结构时，忽略了其稳定性的分析，而采用计算的方式代替分析过程。稳定性计算费方式只能从一定的程度上特定因素，计算出的数值并不是全部参数而是典型数值，这就从根本上忽视了钢结构稳定性多样化因素的发生，再加上计算会出现部分误差，就会造成钢结构失稳的状况。因此，在此基础上必须要稳定性分析和计算相结合，才能有效的保证钢结构稳定性。

在实际钢结构的设计制造过程中，细部构造设计与稳定性的一致性是备受关注的问题，必须要求钢结构细部构造设计和稳定性相一致，是钢结构设计原则的必要因素。因此，就要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接时分别赋与足够的刚度和柔度，尽量减少桁架节点杆件偏心现象，支座还要能够阻止梁饶纵轴扭转等，保证其稳定性能。

2.2钢结构稳定性设计的特点

根据钢结构整体稳定性的要求来看，对于其稳定性设计的特点可以分为整体刚度和失稳效应、稳定性分析的整体性、稳定性计算的其他特点等。刚度和失稳效应上根据现在实行的规范，轴心压杆的稳定计算法是通过临界压力求解与折减系数法来实现的；由于杆件能够保持稳定性是结构整体的性能和承载力综合决定的，杆件能否保持稳定牵涉到结构的整体，因此钢结构稳定性分析和计算必须从整体进行考量。

另外，在弹性稳定计算中，除了需要整体考虑结构的屈曲性能和强度等指标，还有一些其它特点需要引起重视，二阶分析即是必须要考虑的因素，对于钢结构稳定性也是十分重要的，采用二阶分析发，可以针对大变形、大挠度的钢结构进行较为系统准确的分析计算，而对结构内力产生了不能忽视的影响。

3.钢结构稳定性设计中的加固方法

在钢结构稳定性实际施工中受到多方面因素的影响，在先期稳定性的设计时就应该找出应急的方法对钢结构整体进行加固，确保其更加稳定。目前，根据实际经验，钢结构稳定性加固的设计方式可以从改变结构计算图形、减轻荷载分布形式、加大结构截面以及连接强度等几个方面开始着手，进一步的保证钢结构施工的稳定进行。

通常我们所说的改变钢结构计算图形的加固方法就是利用荷载分布状况、边界条件等，通过增设附加杆件和支撑点，对其施加预应力，而进一步的保证其稳定性的方式。这种方式要考虑到空间协调因素的应用，增加支撑点形成一定的空间结构，通过提高刚度和承载力的方式提高其稳定性，使之能承受大部分水平力，以减轻其它柱列的负荷，并在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

在设计中还可以采用对受弯杆件改变其界面内力的方式对钢结构进行稳定加固。例如变铰接为刚结，增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构，调整连续结构的支座位置等。特别需要注意的是采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术，并要求考虑已有缺陷和损伤状况。当然焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，也是十分有利于钢结构稳定性的，根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件,并考虑结构原有的连接方法确定，这一点在稳定性设计时也是必要考虑的方式。[科]

【参考文献】

［１］张耀春,武振宇,张文元.值得探讨的若干钢结构稳定问题[J].钢结构工程研究,2002.

［２］郑金泰.探究钢结构稳定性设计.2008.

［３］陈铭,何丽丽,巩伟平.浅谈钢结构稳定性设计.山西建筑,2008.

［４］永毓栋,王志骞.钢结构稳定性原理.西安交通大学出版社,1991.

篇5：AgBr团簇结构的遗传算法研究

关键词：遗传算法,团簇,AgBr,结构

AgBr不仅是一种典型的快离子导体, 而且是摄影材料的主要成分[1]。同碱金属卤化物相比较, AgBr表现出许多特殊的性质。如较小的晶格常数、较大的晶格能、较大的绝缘常数、特殊的弹性常数和声子光谱、在水中特别低的溶解度、显著的Frenkel缺陷以及很高的银离子传导率等[2]。AgBr团簇结构和性质的研究对于理解块体AgBr的特殊性质有重要意义。但目前, AgBr团簇的研究仅限于较小尺寸。质谱分析表明[3,4], (AgBr) 3特别稳定;Rabilloud等[5]用DFT/B3LYP方法研究了AgnBrp (n≤6, p=n, n-1) 团簇的各种异构体的相对稳定性;Zhang等[6]用DFT/B3P86方法研究了 (AgBr) n (n≤9) 团簇的基态结构。本研究采用遗传算法, 结合经验势函数, 研究了 (AgBr) n (n=2-17) 团簇的稳定结构和相对稳定性。

1 计算方法

遗传算法采用原子坐标进行编码形成团簇的“基因”, 通过杂交、变异、交换、选择等操作来优化团簇结构。杂交操作是从父代解群中随机挑选两个团簇, 在两个团簇中各取一半进行拼接得到新的子代团簇。变异操作是将团簇中部分原子的自由度进行多次随机的小步长移动实现。交换操作是以一定概率随机交换团簇中处于不等价位置的不同类型原子的位置。通过杂交、变异、交换操作得到新的子代团簇后, 用共轭梯度法对其结构进行局域优化, 然后选择算子, 依能量最低原理对子代团簇进行筛选。收敛条件是进行5000代循环最低能量结构不发生变化。笔者选取的经验势模型及相应的参数见文献[7]。

2 结果与讨论

2.1 稳定结构

图1给出了 (AgBr) n (n=2-17) 团簇的最稳定结构。n=2, 3, 4, 5的最稳定结构均为平面环状结构, 它们分别具有D2h, D3h, D4h, D5h对称性;n=6是由两个六元环相对旋转构成的双层结构, 呈D3d对称性;n=7是在 (AgBr) 6结构的一侧邻接一AgBr单元;n=8是由四元环和六元环相接构成的笼状结构, 呈S4对称性;n=9是中间层相对底层旋转并向外撑开的三层六元环结构, 具有C3h对称性;n=10-17均由四元环和六元环或八元环构成的具有较高对称性的笼状结构, 其对称性依次为: C3 , Cs , Th , C1 , C3 , C3h , Td , Cs 。

如前所述, 当团簇尺寸较小 (n<6) 时, (AgBr) n团簇的稳定结构为环状结构, 体现了 (AgBr) n团簇显著的共价性;而对于 (n≥6) 时, (AgBr) n团簇的最低能量结构为密堆结构, 体现了 (AgBr) n团簇显著的离子性。 (AgBr) n团簇结构随尺寸的演化规律表明:随着团簇尺寸的增大, 团簇的离子性增强, 共价性减弱。这是由于在势函数中排斥项较大, 尤其Br-Br离子对间的排斥力很大。排斥力趋向于将阴阳离子推开, 而库仑力趋向于将阴阳离子拉紧, 在团簇尺寸较小时, 平均键长较小, 排斥力贡献较大, 因此在结构上表现为以环状结构为主。随着团簇尺寸增大, 平均键长增大, 库仑力贡献较大, 结构变为密堆。

2.2 团簇的稳定性

对于中性 (AgBr) n团簇, 我们把平均结合能定义为单个 (AgBr) n单元的结合能:

Eav=En/n (1)

图2 给出了 (AgBr) n团簇的平均结合能随团簇尺寸的变化。可见 (AgBr) n团簇的平均结合能随团簇尺寸单调增加, 但n增大时趋于平缓。

团簇结合能的二阶差分△2E:

2En=En+1+En-1-2En (2)

是反映团簇相对稳定性的判据, 值越大相应团簇的结构越稳定。图3给出了 (AgBr) n团簇结合能的二阶差分随团簇尺寸的变化。可见 (AgBr) n团簇结合能的二阶差分△2E在n=6, 9, 12, 16时出现极大, 说明这几个结构特别稳定。由图1及结构对称性分析可知, n=6, 9, 12, 16的结构均具有较高的对称性。

4 结论

利用遗传算法结合经验势研究了 (AgBr) n (n=2-17) 团簇的稳定结构。结果表明, 当n<6时, (AgBr) n团簇的稳定结构均为平面单环;n≥6时, (AgBr) n团簇的稳定结构均为密堆结构。反映出 (AgBr) n团簇成键主要以离子键为主, 并具有共价键的特点。 (AgBr) n (n=6, 9, 12, 16) 的结构较为稳定。

参考文献

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篇6：P6团簇结构与稳定性的理论研究

随着我国城市化进程的不断推进，国家对地区电网建设资金的投入逐年增加，由此使得地区电网的发展速度有很大提高。在地区电网高速发展的过渡期，最为关注的就是如何保障地区电网的安全可靠运行。

国内外的经验表明，网架结构对地区电网的稳定性有着重要影响。本文以某地区电网为例，从理论上分析该电网抗严重故障能力较差的原因；其次提出相应网架结构加强方案，并通过仿真分析，比较得出优化方案。

1、地区电网简介

1.1电网结构

该地区电网以500kVWX站为中心如图1所示。片区包括5个220kV变电站和3个220kV接入电厂，随着220kVCK～YJ线路投运，WX～DH～BH～CK～YJ～YY将形成局部环网。

图1 某地区电网结构

BH为地区主力火电厂，装机容量2×300MW；RJ、GXB均为水电，总装机容量528MW。

1.2存在的主要问题

220kVCK～YJ线路投运后，WX供电片区内WX～DH～BH～CK～YJ～YY形成的局部环网存在如下问题：

①大负荷期间，220kVBH～DH双回线路重载，不满足N-1要求；

②220kVBH～DH、DH～WX线路分别N-2故障时，WX供电片区内BH、GXB、RJ电厂机组相对主网失稳，失稳后需切除BH电厂2台机组维持稳定。

如采取切除BH电厂2台机组措施，电厂汽轮机等受较大冲击，存在安全风险；切机措施虽能保证地区电网稳定运行，但制约地区电网外送电能力。本文深入分析该地区局部环网抗严重故障能力弱的原因，研究网架结构加强方案，提高地区电网安全稳定性。

2、地区电网稳定性分析

2.1电网等值方式

220kVBH～DH、DH～WX线路分别N-2故障时，WX供电片区内BH、GXB、RJ电厂相对主网失稳，BH电厂机组为主导机组。忽略WX片区内除BH电厂以外电厂，将电网等效为单机无穷大系统，用等面积定则开展稳定性研究。等值方式如下：

①系统基准容量取100MVA，基准电压取230kV；

②BH电厂2台机组、升压变等效为1台机组及升压变；

③保留片区WX～DH～BH～CK～YJ～YY环网中各站220kV母线；

④地区电网外其它部分等效为无穷大母线，通过等效电抗与WX站220kV母线相连，并令其电压为；

2.2暂态稳定性分析

以220kVBH～DH线路BH电厂侧三永跳双回故障为例，用等面积定则对故障后电网的暂态稳定性进行分析。

根据2.1节中所述的电网等值方式，得到故障前、后功角特性P1和P2，其表达式为

（1）

（2）

式中，E'为BH电厂机端电压；U为无穷大母线电压；为故障前系统等值阻抗；为故障后系统等值阻抗。

相应的功角曲线如图2所示。可见，故障后系统没有稳定工作点，系统将失去稳定。

图2 系统功角图

用PSASP对电网进行仿真，故障后BH机组与主网失去同步，这表明仿真结果與理论分析结果一致。

3、地区电网网架结构优化方案

根据理论分析，要提高该地区环网抗严重故障能力，关键是减小BH电厂升压侧到WX站220kV母线间联络阻抗。

3.1优化方案简介

方案①：新增220kVBH～YY站单回线，线路长度为49.8km，导线型号为LGJ-2×400。

方案②：新增220kVBH～YJ站单回线，线路长度为60.95km，导线型号为LGJ-2×400。

3.2方案分析

针对各方案，开展潮流、静态安全、暂态稳定校核。

3.2.1潮流计算及静态安全校核

计算表明，两种方案下，地区电网潮流分布均匀，线路不过载；方案①，BH～DH线路满足N-1；方案②下，BH、RJB电厂满发时，BH～DH线路不满足N-1。

3.2.2稳定性分析

方案①，用前述等值方式对电网进行稳定性分析。故障前后功角特性P1和P2分别表示为：

（3）

（4）

故障前后系统功角曲线如图3示。由单机等面积定则可得极限切除角为1.1465rad，实际切除角度约0.4887rad（按故障后0.12s切除线路考虑，用积分法计算得到），故障后系统恢复稳定运行状态。

图3 方案①下系统功角图

方案②的理论分析结果表明，故障后系统能保持稳定。

PSASP仿真结果表明，220kVBH～DH、BH～WX线路分别发生三永跳双回故障时，在无稳定措施的情况下，各方案中系统均能保持稳定，但方案②下故障后系统振荡时间较长。

3.3方案比较与选择

优化方案选择要同时考量电网安全性和经济性。各方案实施效果如表1所示。

表1 各方案实施效果对比

投资对比：220kV环网加强方案①投资少于方案②。

安全性对比：各方案均能提高抗严重故障能力，但方案①优于方案②。方案②BH、RJ电厂均满发时，BH～DH线路不满足N-1；方案②BH～DH线路N-2故障，系统达到稳态的振荡时间较长。

综合考虑稳定性及投资，推荐采用加强方案①。

4、结论

本文以某地区电网为例，从理论上分析了其网架结构存在的问题，跟据分析结果，针对性的提出了合理的解决措施，并用PSASP对其进行仿真分析，验证了本文所提解决措施的有效性。

随着地区电网与主网的联系越来越紧密，地区电网稳定性问题日益重要。地区电网应重视稳定分析工作，合理规划网架结构，确保本地区电网的安全稳定运行。

篇7：P6团簇结构与稳定性的理论研究

关键词：高体积分数SiC/Al复合材料； 焊接； 稳定性

中图分类号： V 45 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.06.009

Abstract：As for the immaturity of the weld technology applied to the high volume fraction SiC/Al composites， the stability of the space remote sensor skeleton construction was studied. According to the findings of the tolerance analysis of optical deign and structures， the verification of measuring angle and linearity using threecoordinate measuring machine and theodolite was proposed. The feasibility of cementing technology was demonstrated. By the thermal cycling test of frame， the angel and the distance of measuring point were calibrate. The calibrated data was compared. The results show that the torsional angel of the frame is 2.1″ in pitch， 2.3″ in azimuth， and the changes of the distance in the three directions are 0.034 mm， 0.044 mm and 0.034 mm， which can meet the technical requirements of torsional angel smaller than 5″ and the distance tolerance of ±0.05 mm.

Keywords： high volume fraction SiC/Al compound material； welding； stability

引 言

在空间对地遥感领域，为了提高空间遥感相机等大型光学遥感系统的分辨率，通常采用长焦距和大相对孔径的全反式或折反式光学系统[13]。

高分辨率离轴反射式光学系统具有大口径、长焦距、大视场和结构非对称等特点，使得离轴反射式光机系统相机机身尺寸较大，给结构设计带来了很大的困难[4]。受尺寸和质量的制约，寻求高比刚度、低线胀系数的材料已成为迫切需求。高体积分数SiC铝基增强复合材料具有高比强度、高尺寸稳定性、低膨胀系数优异的综合性能，在常用的空间结构应用材料中，高体积分数SiC/Al复合材料的综合品质因数最好[56]，因此在空间相机机身设计中得到了广泛应用。

基于高体积分数SiC/Al复合材料的优越的机械性能以及优良的物理性能，某航天相机光机系统的主支撑结构的材料采用了高体积分数SiC/Al复合材料，光学系统是四反结构形式的新型超大视场离轴光学系统，相机机身由若干件高体积分数SiC/Al材料构件焊接而成。目前采用该材料并按此工艺研制的相机机身在航天项目上还未有成功应用的先例。考虑到机身的加工工艺，单框加工切屑量大，组合焊接次数多，焊接过程的加热和冷却循环过程和异种材料热膨胀系数的差异等诸多因素必然会导致残余应力的产生，而残余应力往往是造成结构最终破坏的主要原因[7]。因此，必须对机身的尺寸稳定性进行充分验证，以满足相机成像要求。

主框架拆分成4个零件，分别为前框、后框、左侧板和右侧板。各组成零件均设计成薄壁加强筋结构，在各单件加工时，由于直接采用锻料进行加工，切削量比较大，需进行多次热处理消除切削应力。在各单件加工完成后，将各个零件通过焊接组合成一个整体。主框架拆分成4个零件，分别为前框、后框、左侧板和右侧板。各组成零件均设计成薄壁加强筋结构，在各单件加工时，由于直接采用锻料进行加工，切削量比较大，需进行多次热处理消除切削应力。在各单件加工完成后，将各个零件通过焊接组合成一个整体。

2 机体残余应力分析

机身的各框采用的材料为高体积分数碳化硅增强铝基复合材料，焊料为铝合金，焊接工序由哈尔滨工业大学焊接技术与工程系完成。机身结构在焊后经过若干次温度时效和振动时效，可以有效的减少残余应力。时效后用X光衍射法测机身上焊缝附近的残余应力。焊接残余应力测量平均差值如表1所示。

3 机身结构的稳定性验证

在相机机身主要位置如焊缝附近、反射镜连接面边缘等处贴上小平面镜。光学环氧胶完全固化后，按照上述原理和方法对小平面镜间的相对转角以及角点距离进行了一次测量，然后进行了热循环试验，试验条件按照相机方案设计给出的指标，热循环试验后，稳定一段时间后，再进行一次转角和距离的测量，把试验前后的两次结果进行比较，得出试验前后小平面镜间的角度和距离变化。多次试验后，通过比较小平面镜间夹角和角点距离的变化来评价机身上相应的点的变化情况，以说明机身的稳定性。

3.1 验证原理

对于角度的验证，在框架的各个部分贴上若干小平面镜，使用的胶为光学环氧树脂胶。通过检测试验前后小平面镜的转角的变化来推出框架上贴小平面镜的相应的点的变形情况。检测转角的检测设备使用两台0.5 s莱卡经纬仪。前后框和侧框的检验原理如图2和图3所示。

对于线量的检测，光学系统中各反射镜的的公差要求为Δ=±0.05 mm。相机在经历若干次试验后反射镜相对位置变化必须处在给定的公差带内，验证机身在三个方向的尺寸稳定性使用的检测工具是三坐标测量机。

3.2 胶接工艺的可行性论证

检测方法的可行性是保证检测过程有意义以及检测结果具有高可信度的前提。在机身验证的过程中，考虑到热试验可能引起胶的流动引起不稳定的因素，以及温度引起小平面镜变形，所以对胶接工艺进行了可行性论证。为验证光学环氧树脂胶的稳定性做的试验工装如图4所示。小平面镜直径为25 mm，小平面镜用光学环氧树脂胶粘在镜座上，基准镜用螺钉固定在镜座上。胶完全固化后，把镜座放在热循环试验箱中进行试验，试验温度为-10～50 ℃，实验前后分别测量小平面镜和基准镜之间的夹角，如表2所示。

由于基准镜用螺钉固定，受温度的影响非常小，可以忽略。实验结果表明，热循环实验前后，由光学环氧树脂胶引起的小平面镜转角变化最大为0.5″，可以认为光学环氧树脂胶应用于Φ25口径、厚度10 mm小平面镜是稳定的。

4 验证结果

对机身进行了4次试验，周期为6个月，试验完成后对实验数据进行了整理。机身上总共有13个小平面镜。俯仰和方位角的相对变化如图5所示。

4次实验前后，俯仰方向转角的变化Δθ=2.1″，方位方向转角的变化Δφ=2.3″，满足单框的最大转角δmax<5″的设计要求。

5 结 论

针对焊接工艺应用于大尺寸离轴三反相机存在焊接应力和残余应力较大的问题，本文提出了验证相机机身尺寸稳定性的一种方法；并对各检测环节的精度进行了系统的论证；验证结果表明，对于本文中的机身结构，材料采用高体分铝基复合材料，连接工艺采用焊接的形式，能够满足设计指标为转角<5″，距离<0.05 mm的设计要求。

采用本文的检测方法，可以对大尺寸航天遥感器机身的尺寸稳定性进行验证。焊接工艺应用于高体分铝基复合材料的结构件连接中，焊接构件的尺寸稳定性能够得到保证，该种工艺形式能够为高体分铝基复合材料应用于大型航天遥感器的结构设计中得到推广。

参考文献：

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[4]张雷，贾学志.大型离轴三反相机桁架式主支撑结构的设计与优化[J].光学 精密工程，2009，17（3）：603608.

[5]任建岳，陈长征，何斌，等.SiC和SiC/Al在TMA 空间遥感器中的应用[J].光学 精密工程，2008，16（12）：25372543.

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[7]程军.SiC/Al板的焊接残余应力分析[J].力学季刊，2011，32（1）：117123.

篇8：P6团簇结构与稳定性的理论研究

关键词：缓步类动词 限定性 结构频率 有界 无界

一、引言

“缓步”类动词是一种表示运动事件的常见动词小类（下文简称V缓步），包含徐步、缓步、仿徨、徒步、徘徊、徜徉、闲荡、跛行、踉跄、踌躇、踱步、蹒跚、溜达等，其语义范畴是指“缓慢地步行”。关于此动词类，现有专类文献不多，笔者通过查阅资料发现，仅有罗思明（2007）专文研究过该类动词的语义成分和词化模式，目前尚无专文探讨其宾语的限定性问题。

本文拟根据下列程序开展研究：首先，以缓步类动词为关键词在北京大学现代汉语语料库（CCL）检索“V缓步+宾语”结构，共计获得615条“V缓步+宾语”；其次，根据该结构中宾语的限定词数量分类，得到如下3种基本类型：光杆宾语结构：徐步（在）校园（宾语“校园”无任何限定成分）；单一限定结构：溜达到一小区（“一”为“小区”的唯一限定成分）；多重限定结构：徜徉在一幢幢具有现代化气派的商业大厦（“一幢幢”“具有现代化气派的”“商业”“大”等多重限定成分共同修饰“厦”）；最后，统计该结构中宾语限定成分数量与结构整体使用频率之间的关联性。

二、宾语限定性统计分析

本文的限定性指“V缓步+宾语”结构中宾语被数词、量词、形容词所指定、识别或量化特性。起限定作用的数词、量词或形容词被称为“限定成分”，对刻画名词短语的意义作用巨大（何晓晓，2014）。例如：

（1）a.溜达到一小区。

b.溜达在零下二十多度的街头。

例（1）a中，“一”限定了“区”的数量，“小”限定了“区”的范围；例（1）b中，“零下二十多度”限定了街头的温度。传统语法中限定词在很长的时期中是被当作名词的定语看待的，也就是说，跟修饰名词的形容词性质差不多（张伯江，2010）。在功能上对其后的名词起限定作用，所以上面例句中的数量词和形容词都可以是看作是限定词，对宾语具有限定性。由于限定性强弱与限定成分的类别及数量相关，为加强研究深度，本文把限定成分数量看作限定性强弱的重要衡量指标。如：

（2）徜徉在偌大一个花园般风景幽雅的文化新区。

该例句中有五个限定成分，分别是形容词“偌大”、数量词“一个”、形容词短语“花园般风静优雅”、名词“文化”和形容词“新”，它们共同限定中心名词“区”。

（一）光杆宾语结构统计分析

此类结构中，宾语无任何限定成分，为光杆处所名词。如例（3）a的宾语“室外”前无任何限制成分，是一个光杆处所名词：

（3）a.徐步室外。

b.徜徉校园。

语料统计结果显示，这类结构共计460条，占“V缓步+宾语”结构的74.8%。研究发现，这类结构中的宾语都是表示“处所”的名词结构，如：屋子、小区、书房、十字路口、十字街头、校园、公园、街道、办公室、商场、星空、杂货店、广场、街头、山路等，且多表示休闲之所。在语料库中未检索到“白宫、警察局、法庭、民政局”等“庄严之地”。这说明缓步类动词的宾语名词本身就有一定的限定性，倾向于表示“休闲之所”的处所名词。

（二）单一限定结构限定性统计

这类结构中的宾语仅有一个限定成分，限定成分较为复杂。通过对语料库的统计发现，这类结构共有132条，占总数的21.5%。按其限定成分的词类大抵可分为三类：数量短语限定结构。形容词短语限定结构和名词短语限定结构。其结构形式分别是：“V缓步+介词+数量词+宾语；V缓步+介词+形容词+宾语；V缓步+介词+名词短语+宾语”。例如：

（4）a.数量短语限定结构：闲荡在一条路上。

b.形容词短语限定结构：蹒跚在坎坷泥泞的路上。

c.名词短语限定结构：闲荡在小镇的杂货店前。

例（4）a中，数量短语“一条”是宾语“路”的单一限定成分；例（4）b中，形容词短语“坎坷泥泞”是宾语“路”的单一限定成分；例（4）c中，名词短语“小镇的”是宾语“杂货店”的限定成分。

语料显示，上述三个次类结构所占比例存在明显的差异。其中，形容词短语限定结构高于名词短语限定结构，名词短语限定结构高于数量短语限定结构，三种结构的频率比为：72：50：10。具体数目为：形容词短语限定结构72条，占单一限定结构的54.5%；名词短语限定结构50条，占单一限定结构的37.9%；数量短语限定结构有10条，占单一限定结构的7.6%。

（三）多重限定结构限定性统计

多重限定结构是指宾语限定成分超过一个的“V缓步+宾语”结构。语料统计显示，这类结构在语料库中共有23条，占所有类别的3.7%。根据修饰成分的词类性质大抵可分为三类：形容词并置限定结构、“数量+形容词”限定结构、“名词+形容词”限定结构。每类限定结构分别是：“V缓步+介词+多个形容词+宾语”；“V缓步+介词+数量词+形容词+宾语”；“V缓步+介词+名词短语+形容词+宾语”。例如：

（5）a.形容词并置限定结构：缓步在那些曲折的多尘小胡同里。

b.“数量+形容词”限定结构：徜徉于一个伟大的图书馆。

c.“名词+形容词”限定结构：徘徊在唐人街狭窄的店铺里。

（5a）中形容词“曲折”“多尘”“小”是宾语“胡同”的限定成分；（5b）中数量结构“一个”、形容词“伟大”是宾语“图书馆”的限定成分；（5c）中名词“唐人街”、形容词“狭窄”，是宾语“店铺”的限定成分。

语料显示，上述三个次类结构所占的比例差异不大，其中“数量+形容词”限定结构略高于“名词+形容词”限定结构，“名词+形容词”限定结构略高于形容词并置限定结构，三种结构的频率比为：9：8：6。具体数目为：语料库中共23条多重限定结构中，形容词并置限定结构有6条，占多重限定结构的26.1%；“数量+形容词”限定结构有9条，占多重限定结构的39%；“名词+形容词”限定结构8条，占多重限定结构的34.8%。

三、宾语限定性与整体结构频率

深入研究发现，现代汉语的“V缓步+宾语”的整体结构频率与其宾语限定性存在一定关联。具体数据统计见表1～表3：

表1显示，宾语限定成分数量与“V缓步+宾语”的整体结构频率成反比：限定成分越多，则“V缓步+宾语”的整体结构频率越低。表2和表3显示，限定成分中形容词限定比例较大。

四、结语

上述研究结果表明，现代汉语“V缓步+宾语”结构的限定性具有如下特征：第一，宾语名词具有“休闲之所”的语义限定倾向；第二，宾语限定性强弱等级与结构整体语用频率成反比，即限定性越强则语用频率越低，反之亦然。这种特征是由该结构的成分和整体的语义属性决定的。首先，缓步动词本身具有的“休闲”语义，限制性地选择了其宾语必须为“休闲之所”，否则两者会引发语义冲突；其次，“V缓步+宾语”结构的整体语义强调的是“休闲”行为，而不是凸显“休闲之所”。虽然特定“休闲行为”总发生在特定空间，但结构整体的“休闲行为”淡化了“休闲之所”的“有界”特性，使得宾语的“有界”向“无界”偏离。这样，限定性强的宾语就只能在“压制”作用下也向限定性弱的宾语偏离。

本文在写作过程中得到导师罗思明教授的悉心指导，在此深表感谢。

参考文献：

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