第620章 不愧是小天才
接下來的幾天，肖宿全身心都撲在了這個方案上。
司命的全息界面上，論文的初稿已經搭好了骨架，不過肖宿對其中幾個關鍵環節並不滿意。
和樂群在結構力學中的映射關係雖然數學上自洽，可一旦落到實際材料的拓撲構型上，邊界條件的處理就會變得異常複雜。
他反覆調整了幾次參數化方案，又讓司命跑了十幾組數值驗證，才終於找到一個既滿足和樂約束、又能在工程上實現的梯度分布形式。
第四天傍晚，論文基本定稿了。
肖宿把文件發給高長安，拿起外套出了門。
他要去沈其昌那邊看看，空間站擴展方案的進展到底怎麼樣了。
京城北郊的空間站地面控制中心，比肖宿上次來的時候熱鬧得多。
走廊里人來人往，幾間會議室的門都敞著，白板上畫滿了結構圖和受力分析。
沈其昌手底下的幾個核心骨幹已經連軸轉了好幾天，角落裡甚至支了一張摺疊床。
肖宿到的時候，沈其昌正和結構組的負責人鄭瑾圍在一張全息投影前，討論擴展艙段的質心補償方案。
「不行，傳統鋁合金框架的剛度衰減太快了。」
鄭瑾說話語速極快，手裡拿著雷射筆在模型上圈圈點點。
「我們算過，如果沿用現有的框架截面，擴展兩個艙段之後，一階彎曲頻率會掉到零點一五赫茲以下，和姿態控制系統的響應頻帶幾乎重疊，到時候姿態控制一動作，艙段就會跟著晃。」
沈其昌皺著眉：「那如果用桁架加斜撐呢？」
鄭瑾調出一組數據，語氣嚴肅。
「桁架方案我們跑了三版，最大剛度雖然能提上來，但是重量增加了百分之四十，而且斜撐的節點在軌安裝太複雜了，EVA的工作量至少要翻一倍，航天員根本干不完。」
旁邊一個年輕工程師插嘴道：「要不把斜撐改成可展開的摺疊結構？在地面預緊，上天之後再解鎖展開……」
話說一半，鄭瑾打斷了他。
「那摺疊結構的間隙非線性你打算怎麼處理？
空間站的熱循環會讓間隙尺寸漂移，一年之後剛度就得掉一半。」
年輕工程師張了張嘴，不說話了。
沈其昌沉默了幾秒，目光落在全息投影上那個還在微微晃動的艙段模型上，眉頭擰得更緊了。
肖宿站在門口，沒急著進去，靠在門框上聽了一會兒。
沈其昌忽然抬頭看到了他，連忙站直了身子：「肖教授，您來了。」
其他人也紛紛轉過頭來。
肖宿走過去，看了一眼全息投影上的受力雲圖，又看了看桌上鋪開的幾份計算報告。
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鄭瑾下意識地把最上面那份往前推了推，肖宿拿起來翻了兩頁，目光停在一組截面優化數據上。
「你們這個桁架方案的思路是對的，但沒必要加斜撐，也不需要用摺疊結構。」
鄭瑾愣了一下：「可是不加斜撐的話，一階彎曲頻率……」
「用各向異性拓撲構型。」
肖宿把報告翻到最後一頁，那是他們做的一個簡化模型。
「你們現在的計算都是基於各向同性材料的，當然找不到解。」
「逆材料的非均質梯度可以在不加斜撐的情況下，把一階彎曲頻率拉到零點三以上。」
他拿過鄭瑾手裡的雷射筆，在模型上畫了幾條線。
「把主梁沿長度方向做梯度分布，迎彎側用高模量構型，背彎側用低模量高阻尼構型，中間用分形過渡。」
「這樣彎曲剛度不降，但重量可以比桁架方案再輕四成。」
鄭瑾眼睛一亮，飛快地在平板上記下。
「那節點呢？如果主梁是梯度材料，節點的連接方式……」
「可以用和樂約束的拓撲進行過渡。」
鄭瑾一拍腦門，妙啊，我怎麼沒想到呢，必須趕緊記下來。
「肖教授，那個……微振動的事，有眉目了嗎？」
肖宿點點頭，把手裡的資料給他。
「這是我前幾天推的一個新方案，用和樂約束構造零剛度隔振結構。理論上可以把殘餘振動壓到十的負五次方g以下，你讓鄭瑾他們先按這個圖做個縮比模型，在地面驗證一下。」
沈其昌頓時笑了，連忙接了過來。
鄭瑾也湊過來看了一眼，然後整個人都呆住了。
「這個……這個思路……」她的聲音有點發顫，「幾何相位抵消振動，不需要外部能量輸入，也不需要液氦冷卻，就靠結構本身的拓撲構型？」
肖宿點了點頭：「對，零剛度是靠幾何相位在振動循環中累積為零來實現的，支撐還是有的，但振動不會產生淨位移。」
沈其昌把那張紙小心地折好，放進自己的筆記本里，抬起頭來看著肖宿，目光里有一種很複雜的情緒。
這才幾天啊，竟然就把困擾他們幾年的微振動問題解決了，而且把傳統隔振方案里剛度與阻尼之間的頻域取捨問題，轉換成了一個結構拓撲設計問題。
不愧是小天才。
「肖教授，您放心，我們一定把地面模擬做紮實。」
肖宿點了點頭，轉身走了。
從控制中心出來，肖宿沒有直接回基地，而是拐去了生物醫學研究院的聯合實驗室。
司命的全息界面上，論文的初稿已經搭好了骨架，不過肖宿對其中幾個關鍵環節並不滿意。
和樂群在結構力學中的映射關係雖然數學上自洽，可一旦落到實際材料的拓撲構型上，邊界條件的處理就會變得異常複雜。
他反覆調整了幾次參數化方案，又讓司命跑了十幾組數值驗證，才終於找到一個既滿足和樂約束、又能在工程上實現的梯度分布形式。
第四天傍晚，論文基本定稿了。
肖宿把文件發給高長安，拿起外套出了門。
他要去沈其昌那邊看看，空間站擴展方案的進展到底怎麼樣了。
京城北郊的空間站地面控制中心，比肖宿上次來的時候熱鬧得多。
走廊里人來人往，幾間會議室的門都敞著，白板上畫滿了結構圖和受力分析。
沈其昌手底下的幾個核心骨幹已經連軸轉了好幾天，角落裡甚至支了一張摺疊床。
肖宿到的時候，沈其昌正和結構組的負責人鄭瑾圍在一張全息投影前，討論擴展艙段的質心補償方案。
「不行，傳統鋁合金框架的剛度衰減太快了。」
鄭瑾說話語速極快，手裡拿著雷射筆在模型上圈圈點點。
「我們算過，如果沿用現有的框架截面，擴展兩個艙段之後，一階彎曲頻率會掉到零點一五赫茲以下，和姿態控制系統的響應頻帶幾乎重疊，到時候姿態控制一動作，艙段就會跟著晃。」
沈其昌皺著眉：「那如果用桁架加斜撐呢？」
鄭瑾調出一組數據，語氣嚴肅。
「桁架方案我們跑了三版，最大剛度雖然能提上來，但是重量增加了百分之四十，而且斜撐的節點在軌安裝太複雜了，EVA的工作量至少要翻一倍，航天員根本干不完。」
旁邊一個年輕工程師插嘴道：「要不把斜撐改成可展開的摺疊結構？在地面預緊，上天之後再解鎖展開……」
話說一半，鄭瑾打斷了他。
「那摺疊結構的間隙非線性你打算怎麼處理？
空間站的熱循環會讓間隙尺寸漂移，一年之後剛度就得掉一半。」
年輕工程師張了張嘴，不說話了。
沈其昌沉默了幾秒，目光落在全息投影上那個還在微微晃動的艙段模型上，眉頭擰得更緊了。
肖宿站在門口，沒急著進去，靠在門框上聽了一會兒。
沈其昌忽然抬頭看到了他，連忙站直了身子：「肖教授，您來了。」
其他人也紛紛轉過頭來。
肖宿走過去，看了一眼全息投影上的受力雲圖，又看了看桌上鋪開的幾份計算報告。
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鄭瑾下意識地把最上面那份往前推了推，肖宿拿起來翻了兩頁，目光停在一組截面優化數據上。
「你們這個桁架方案的思路是對的，但沒必要加斜撐，也不需要用摺疊結構。」
鄭瑾愣了一下：「可是不加斜撐的話，一階彎曲頻率……」
「用各向異性拓撲構型。」
肖宿把報告翻到最後一頁，那是他們做的一個簡化模型。
「你們現在的計算都是基於各向同性材料的，當然找不到解。」
「逆材料的非均質梯度可以在不加斜撐的情況下，把一階彎曲頻率拉到零點三以上。」
他拿過鄭瑾手裡的雷射筆，在模型上畫了幾條線。
「把主梁沿長度方向做梯度分布，迎彎側用高模量構型，背彎側用低模量高阻尼構型，中間用分形過渡。」
「這樣彎曲剛度不降，但重量可以比桁架方案再輕四成。」
鄭瑾眼睛一亮，飛快地在平板上記下。
「那節點呢？如果主梁是梯度材料，節點的連接方式……」
「可以用和樂約束的拓撲進行過渡。」
鄭瑾一拍腦門，妙啊，我怎麼沒想到呢，必須趕緊記下來。
「肖教授，那個……微振動的事，有眉目了嗎？」
肖宿點點頭，把手裡的資料給他。
「這是我前幾天推的一個新方案，用和樂約束構造零剛度隔振結構。理論上可以把殘餘振動壓到十的負五次方g以下，你讓鄭瑾他們先按這個圖做個縮比模型，在地面驗證一下。」
沈其昌頓時笑了，連忙接了過來。
鄭瑾也湊過來看了一眼，然後整個人都呆住了。
「這個……這個思路……」她的聲音有點發顫，「幾何相位抵消振動，不需要外部能量輸入，也不需要液氦冷卻，就靠結構本身的拓撲構型？」
肖宿點了點頭：「對，零剛度是靠幾何相位在振動循環中累積為零來實現的，支撐還是有的，但振動不會產生淨位移。」
沈其昌把那張紙小心地折好，放進自己的筆記本里，抬起頭來看著肖宿，目光里有一種很複雜的情緒。
這才幾天啊，竟然就把困擾他們幾年的微振動問題解決了，而且把傳統隔振方案里剛度與阻尼之間的頻域取捨問題，轉換成了一個結構拓撲設計問題。
不愧是小天才。
「肖教授，您放心，我們一定把地面模擬做紮實。」
肖宿點了點頭，轉身走了。
從控制中心出來，肖宿沒有直接回基地，而是拐去了生物醫學研究院的聯合實驗室。