卡塞格林激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡支架的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化.pdf

1、支架是望遠(yuǎn)鏡上重要的承載部件,望遠(yuǎn)鏡所受到的大部分的載荷最終都傳遞給支架,因此支架的結(jié)構(gòu)性能好壞直接關(guān)系到整個(gè)望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)的成敗,通過(guò)有限元法對(duì)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析,在設(shè)計(jì)時(shí)考慮支架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,對(duì)提高望遠(yuǎn)鏡的工作和安全性能,降低設(shè)計(jì)和制造成本,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都具有十分重要的意義。大型通用有限元軟件ANSYS憑借其強(qiáng)大的分析功能和高度可靠性,在結(jié)構(gòu)靜力分析和動(dòng)力分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。
　　 本文以卡塞格林激光發(fā)

2、射望遠(yuǎn)鏡支架的結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力和動(dòng)力分析,并對(duì)其進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì),首先介紹了ANSYS軟件的主要功能和使用方法,然后用Pro/E進(jìn)行了初始設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)Ⅰ型方案的實(shí)體模型,再以ANSYS實(shí)體單元Solid92對(duì)模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,對(duì)支架靜、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了深入的研究。得到了加載后的偏移、固有振動(dòng)頻率、振形等。接著針對(duì)結(jié)構(gòu)Ⅰ型設(shè)計(jì)方案的不完善之處,從支架的結(jié)構(gòu)和尺寸兩方面出發(fā),以最大位移和固有頻率為約束條件,

3、并以支架的總體體積為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)并得出優(yōu)化結(jié)果,設(shè)計(jì)出支架結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化模型和尺寸優(yōu)化模型,最后再根據(jù)兩方案的有限元分析結(jié)果,進(jìn)行全面的比較并選優(yōu),得出拓?fù)鋬?yōu)化方案為較優(yōu)方案,系統(tǒng)偏移量和基頻值最小,分別為0.814mm和22.7Hz,總體質(zhì)量為74.4Kg,也達(dá)到了輕量化的要求。因此,本文的分析和優(yōu)化,為整個(gè)望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。通過(guò)對(duì)卡塞格林激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡支架結(jié)構(gòu)的有限元仿真和優(yōu)化,整理出一套可行的設(shè)計(jì)方