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基于惰性强度的光纤传像模块支撑结构优化设计

杨丰福 田海英 颜昌翔 吴从均 母德强

杨丰福, 田海英, 颜昌翔, 吴从均, 母德强. 基于惰性强度的光纤传像模块支撑结构优化设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 518002-0518002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0518002
引用本文: 杨丰福, 田海英, 颜昌翔, 吴从均, 母德强. 基于惰性强度的光纤传像模块支撑结构优化设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 518002-0518002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0518002
Yang Fengfu, Tian Haiying, Yan Changxiang, Wu Congjun, Mu Deqiang. Optimum design of braced structure for optical fiber image transmission module based on inert strength[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 518002-0518002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0518002
Citation: Yang Fengfu, Tian Haiying, Yan Changxiang, Wu Congjun, Mu Deqiang. Optimum design of braced structure for optical fiber image transmission module based on inert strength[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 518002-0518002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0518002

基于惰性强度的光纤传像模块支撑结构优化设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0518002
基金项目: 

国家重点研发计划(2016YFF0103603)

详细信息
    作者简介:

    杨丰福(1989-),男,博士生,主要从事光机结构优化设计方面的研究。Email:yangfengfu@126.com

    通讯作者: 颜昌翔(1973-),男,研究员,博士,主要从事空间光学遥感技术的研究。Email:yancx@ciomp.ac.cn
  • 中图分类号: TH741

Optimum design of braced structure for optical fiber image transmission module based on inert strength

  • 摘要: 光纤传像模块是大视场天基望远镜关键部件之一,其支撑结构的刚度特性对于物镜的工作寿命有至关重要的影响。为了在振动载荷作用下,在保证物镜寿命的同时降低支撑结构的重量,在拓扑优化的基础上,以光学玻璃惰性强度和结构基频为优化约束对光纤传像模块支撑结构进行了优化。首先,阐述了光学元件惰性强度的计算方法并确定了优化过程中耦合光纤的同心物镜惰性强度的边界值;其次,根据系统参数确定了光纤束的布局并设计了初始支撑结构;最后,在拓扑优化的基础上,建立了以耦合光纤的同心物镜惰性强度和支撑结构基频为优化约束的集成优化模型,并利用isight集成优化平台进行了计算。计算结果表明:在满足优化约束的情况下,优化后的质量降低了11.4%,取得了明显的减重效果。提出的优化方法为物镜与光纤束耦合类的光机结构设计提供了参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-07
  • 修回日期:  2019-01-18
  • 刊出日期:  2019-05-25

基于惰性强度的光纤传像模块支撑结构优化设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0518002
    作者简介:

    杨丰福(1989-),男,博士生,主要从事光机结构优化设计方面的研究。Email:yangfengfu@126.com

    通讯作者: 颜昌翔(1973-),男,研究员,博士,主要从事空间光学遥感技术的研究。Email:yancx@ciomp.ac.cn
基金项目:

国家重点研发计划(2016YFF0103603)

  • 中图分类号: TH741

摘要: 光纤传像模块是大视场天基望远镜关键部件之一,其支撑结构的刚度特性对于物镜的工作寿命有至关重要的影响。为了在振动载荷作用下,在保证物镜寿命的同时降低支撑结构的重量,在拓扑优化的基础上,以光学玻璃惰性强度和结构基频为优化约束对光纤传像模块支撑结构进行了优化。首先,阐述了光学元件惰性强度的计算方法并确定了优化过程中耦合光纤的同心物镜惰性强度的边界值;其次,根据系统参数确定了光纤束的布局并设计了初始支撑结构;最后,在拓扑优化的基础上,建立了以耦合光纤的同心物镜惰性强度和支撑结构基频为优化约束的集成优化模型,并利用isight集成优化平台进行了计算。计算结果表明:在满足优化约束的情况下,优化后的质量降低了11.4%,取得了明显的减重效果。提出的优化方法为物镜与光纤束耦合类的光机结构设计提供了参考。

English Abstract

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