接口前处理在光机系统动力学分析和面形优化中的应用

• 作者: 兰斌 刘祥意 吴小霞 张景旭 杨洪波
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 光机接口前处理 光机系统动力学 面形优化 节点面积加权因子 环域zernike多项式
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1557-1566
• 页数: 10页
• 分类号: TH751
• 字数: 4987字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20172506.1557

摘要

为了解决光机系统动力学分析与面形优化过程中由于光机接口程序后处理方式所引起的计算数据量大或接口处理失效的问题,提出将光机接口处理过程移到有限元前处理中,并进行了光机系统的集成分析与优化.首先,为了解决标准Zernike多项式在环形离散点域内的非正交性,引入了节点面积加权因子和环域Zernike多项式.提出了通过对镜面施加均匀压强求节点支反力的方式求取节点面积加权因子的计算方法.然后采用最小二乘法推导出镜面刚体位移和拟合镜面变形的Zernike多项式系数与镜面各节点变形量之间的线性关系式.最后,编写接口程序将这些线性表达式以多点约束(MPC)的方式导入到有限元模型中,在前处理过程中完成系统的光机接口处理过程.通过对非稳态风载引起的某1.2m地基望远镜视轴抖动和液压whiffletree支撑下的主镜镜面高阶变形量进行结构动力学随机响应分析,验证了光机前处理方法对解决光机系统动力学问题的有效性.此外,还以镜面面形为优化目标对1.2m轻量化主镜的镜体结构和尺寸进行敏感度分析,证明了光机前处理方法可以有效地简化镜面面形的优化分析过程.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张景旭	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	114	1019	18.0	26.0
2	吴小霞	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	55	635	16.0	23.0
3	杨洪波	中国科学院苏州生物医学工程技术研究所	73	850	16.0	26.0
4	刘祥意	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	14	36	4.0	5.0
5	兰斌	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	5	15	2.0	3.0