大径厚比深拱形光学元件高抛变形抑制方法

发布时间：2021-10-30 20:55

　　球面光学零件高速抛光工艺具有生产效率高、面形精度稳定等优势,已经成为光学零件规模化生产必不可少的手段,但部分光学元件具有径厚比大、矢高深等特点,极易发生弯曲或扭转变形,在高转速、高压力条件下进行抛光,受到夹具作用和抛光盘运动等影响,面形精度难以稳定控制,严重制约了抛光效率的提升。针对上述问题,建立大径厚比深拱形光学元件高速抛光动力学模型,进行模态分析,提取影响面形精度的模态特征。在此基础上,采用拓扑优化算法,优化夹具设计,使得加工变形对面形精度的影响大幅度降低。 

【文章来源】：航空制造技术. 2020,63(Z2)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

拱形光学元件高速抛光

其中，M、K分别为质量矩阵和刚度矩阵，分别为结构加速度向量和位移向量。运动微分方程的特征方程为其中，ω为系统固有频率；q为对应的模态振型向量。对运动微分方程进行拉普拉斯变换后，系统动态响应x可以表达为模态振型向量q的线性组合。每一阶模态振型都对应相应的固有频率，模态振型与固有频率是系统的固有特征，当外部激励频率接近某个固有频率时，就会产生相应振型的共振。为了减小变形，需要对系统进行优化，提高刚度，提高固有频率。

模态振型的幅值是各节点位移的相对值，表示各节点在某一阶固有频率上振动量的相对比值。本文采用Block Lanczos算法提取除刚体模态以外的前6阶模态，计算结果如图6所示。图4 凸面抛光变形

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]气压砂轮抛光工具的有限元建模及动力学分析[D]. 耿健.浙江工业大学 2016
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本文编号：3467415