红外成像与激光发射系统共口径结构轻量化设计

红外成像与激光发射系统共口径结构轻量化设计

论文摘要

针对某空间红外成像与激光发射共口径光学系统主支撑结构的轻量化设计问题,在低质量及高力学性能的基础上,对主支撑镜筒结构优化、仿真分析以及红外成像系统样机的性能检测等方面进行了研究。首先利用简化载荷的模型,根据变密度法,建立了以支撑镜筒柔度为目标函数,以质量保留比为约束的拓扑优化数学模型,实现了初步轻量化;然后基于响应面法,通过中心复合试验设计了多目标遗传算法,对初步轻量化模型进行了多目标优化,实现了最终轻量化;最后对红外成像系统实物样机的系统调制传递函数和焦距进行了检测。研究结果表明:经两次优化的模型轻量化率提高了13%,1阶固有频率提高了24.7%,最大应力降低了42.3%,最大变形减少了20.7%;实际检测结果显示经优化设计的主支撑结构满足使用要求。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 系统组成与载荷简化
  • 2 拓扑优化设计与分析
  •   2.1 基于变密度法的数学模型
  •   2.2 拓扑优化设计
  •   2.3 拓扑优化模型分析
  • 3 基于响应面法的多目标优化设计
  •   3.1 响应面法
  •   3.2 试验设计
  •     3.2.1 模型变量参数设置
  •     3.2.2 中心组合试验设计
  •   3.3 基于遗传算法的多目标优化
  •   3.4 多目标优化模型分析
  •   3.5 实验及结果分析
  • 4 结束语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 衡楠,郑锋华,李金鹏

    关键词: 共口径,轻量化设计,拓扑优化,多目标优化

    来源: 机电工程 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 仪器仪表工业

    单位: 中国科学技术大学南京天文仪器研制中心,中国科学院南京天文仪器研制中心,中国科学院南京天文仪器有限公司

    基金: 江苏省自然科学基金资助项目(BK20160154)

    分类号: TH74

    页码: 1020-1026

    总页数: 7

    文件大小: 604K

    下载量: 111

    相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    红外成像与激光发射系统共口径结构轻量化设计
    下载Doc文档

    猜你喜欢