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空间稳像系统摆镜的一种新型拓扑优化方法
  • ISSN号:1001-5078
  • 期刊名称:《激光与红外》
  • 时间:0
  • 分类:TH745[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]中国人民武装警察部队工程大学,陕西西安710086
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.41301382,No.41301480); 武警工程大学基础研究基金(No.WJY201316)资助
作者: 王洪伟[1]
中文摘要:

针对于空间稳像系统摆镜的面型精度保持问题,实现摆镜的轻量化设计,在直径110 mm圆平面反射镜的设计过程中将机械结构拓扑优化引入到光学器件设计领域。对背部减重部分进行了拓扑优化设计。对拓扑优化设计的原理和方法做了较为详细的介绍。吸收了变密度法中的SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)插值算法和RAMP(Rational Approximation of Material Properties)插值算法的思想,提出了一种新型惩罚中心可调节的ASMP(Adjusted Solid Material with Penalization)插值算法,并对各种插值算法进行了仿真。仿真结果证明,基于本文提出的新型ASMP插值算法的拓扑优化结果正确可靠,有一定的优越性。同时使用新型方法对摆镜进行了优化,并与其他设计结果进行了比对,结果显示新型拓扑优化结果能够较大程度地提高面型精度,使用起来更加灵活方便。新型差值算法的提出是对现有拓扑优化的插值算法进行了补充完善,也为后续参数优化设计奠定了基础。

英文摘要:

In order to maintain the surface accuracy of the tilt mirror for space image stabilization system,the lightweight design of tilt mirror was realized. The topology optimization method was introduced into the design of a 110 mm round mirror. The support part of the mirror was designed by the method. Meanwhile,the theory and the method of topology optimization were introduced in detail. Through the thoughts of SIMP( Solid Isotropic Material with Penalization) and RAMP( Rational Approximation of Material Properties),ASMP( Adjusted Solid Material with Penalization) was proposed and its advantage was introduced. And simulations were done for various interpolation algorithms respectively. The results show that topology optimization result of ASMP interpolation algorithm is correct and reliable,and it is proved to be superior to the other interpolation algorithms. Meanwhile,topology optimization was done for the tilt mirror. The new topology optimization algorithm can improve the surface accuracy in a greater degree,and it is more flexible. The proposal interpolation algorithm can consummate traditional topology optimization interpolation algorithm,and it lays a solid foundation for the next parameter optimization.

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期刊信息
  • 《激光与红外》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国信息产业部
  • 主办单位:华北光电技术研究所
  • 主编:周寿桓
  • 地址:北京市朝阳区三仙桥路4号11所院内
  • 邮编:100015
  • 邮箱:jgyhw@ncrieo.com.cn
  • 电话:010-84321137 84321138
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5078
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2436/TN
  • 邮发代号:2-312
  • 获奖情况:
  • 无线电子学、电信技术核心期刊,1991年首届全国优秀国防科技期刊二等奖,1991年全国光学期刊二等奖,2007-2008年,获工业和信息化部“电子科技期刊学...,2009-2010年获工业和信息化部“优秀期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,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:11856