光机热集成分析方法与技术研究

发布时间：2017-03-22 06:01

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【摘要】： 光机热集成分析方法对工程设计工作具有重要的指导意义,它是将光学、机械、热学等多个学科领域综合考虑并进行相关仿真设计的一种分析方法,主要研究各种载荷作用下光机系统机械和光学部分发生热变形对光学系统成像质量所造成的影响。 论文首先引出了有限元分析(FEA)技术和方法,说明它对光机热集成分析的重要意义,并深入研究了有限元分析的理论基础。接着论文对光机热集成分析方法及算法做了细致的对比研究,就泽尼克多项式拟合算法进行了阐述,其中包括最常用的最小二乘法以及施密特正交化方法两种。 最后论文做了两个比较有针对性的实验,一个单镜片、一个RC系统热变形实验,我们在实验中还编写了有限元与光学设计软件间的接口软件。实验首先利用有限元分析软件ANSYS对非常温下的单镜片和RC系统进行分析运算,之后利用软件进行数据提取、泽尼克面型拟合,最后自动开启Zemax并打开拟合后系统对其参数及像差进行检验;实验结果显示变形后RC系统成像质量明显变差,通过对实验中变形前后系统的调制传递函数的对比分析可知,软件计算精确,结果真实可靠。
【关键词】：泽尼克面型拟合 有限元分析 集成分析 最小二乘法
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题背景及其研究意义7
• 1.2 光机热集成分析简介7-9
• 1.3 光机系统有限元分析9-10
• 1.4 国内外发展现状10-11
• 1.5 论文主要研究内容11-13
• 第二章 有限元变形分析与计算13-25
• 2.1 光机系统形变13-16
• 2.1.1 热弹性变形13-16
• 2.1.2 外力作用变形16
• 2.2 有限元理论与算法16-20
• 2.3 有限元分析软件ANSYS20-23
• 2.4 光机系统有限元分析23-25
• 第三章 面型拟合误差分析与数据处理25-29
• 3.1 误差分析25-27
• 3.1.1 截断（方法）误差25-26
• 3.1.2 舍入误差26-27
• 3.2 减小误差的方法27
• 3.3 有限元分析数据的提取与处理27-29
• 第四章 泽尼克多项式及其拟合算法29-39
• 4.1 泽尼克圆多项式29-33
• 4.2 泽尼克面型拟合算法33-37
• 4.3 算法的实现37-39
• 第五章 光机热集成分析实验39-53
• 5.1 光机系统热变形前处理39-43
• 5.2 变形镜头拟合实验43-50
• 5.2.1 单镜片变形拟合43-48
• 5.2.2 RC 系统变形拟合48-50
• 5.3 实验结论50-53
• 第六章 总结与展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-58
• 在读期间研究成果58-59

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王平;王汝冬;田伟;王立朋;隋永新;杨怀江;;Fizeau干涉仪主机的热稳定性设计与分析[J];光学精密工程;2011年09期

2 蓝公仆;汪旋;梁伟;高晓东;马文礼;;主动调焦式航空相机物镜光学设计及温度仿真分析[J];光学学报;2012年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 倪磊;红外材料低温折射率测量技术研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 关少华;RTV胶在高精度光学装配中对面形影响的分析[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2013年

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本文编号：260961