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高功率激光系统中大型光机组件的装配精度研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH16[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074, [2]清华大学机械工程系,北京100084, [3]中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳621900
  • 相关基金:国家自然科学基金(51205221); 北京市自然科学基金(3122022)资助项目
中文摘要:

大型高功率固体激光装置神光III中的48路强激光束组由许多大型精密光学系统组成,按照装置的研制要求实现这些光机系统的高精度装配是一项巨大的技术挑战。以具有亚微米级误差控制要求的大型反射镜组件为对象,提出了理论建模分析、数值计算仿真、工程现场试验研究三个层次相融合的反射镜组件装校精度分析研究方法。针对光机系统的装校精度建立几何误差传递和面形畸变形成的理论分析模型;并借助三维几何误差计算和结构有限元分析的专业化工具,分析预测了反射镜组件装配过程中的空间位姿误差以及夹持预紧作用下的镜面畸变作用;在工程环境下进行了反射镜组件的实体装配及其检测试验工作,检验了理论分析方法在实际工程中的适用性。这一方法对激光聚变装置中光机组件的精密装校研究有着普遍指导意义。

英文摘要:

It is a huge technical engineering challenge to realize the precise assembly of thousands large optical units in China's inertial confinement fusion system SG-III with 48 high power laser beams. Using the reflecting mirror unit as an example, a comprehensive methodology with an integration of theoretical modeling, numerical simulation and experimental study, is proposed. Theoretical modeling methods of tolerance stack-up and surface deflection are presented. Then using some powerful engineering software, ANSYS and 3DCS, both three dimensional assembly errors during mounting optics and surface deformation under fastening forces are analyzed and predicated. Finally, in a real optics assembly building, experiments are undertaken to verify the proposed methodology, and the results also solidify the methodology's feasibility. This method is promising to apply into more optics assembly studies in the inertial confinement fusion engineering.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603