基于拓扑优化的4m望远镜底座结构设计

发布时间：2017-10-02 03:18

  本文关键词：基于拓扑优化的4m望远镜底座结构设计

  更多相关文章： 轻量化 拓扑优化 望远镜底座 有限元分析 刚度

【摘要】：为满足4 m望远镜底座结构高刚度和轻量化的需求,研究了考虑结构变形和模态约束下的拓扑优化问题。首先,基于连续体结构拓扑优化的思想,以单元虚拟密度为设计变量,以位移变形和一阶频率及质量为优化约束,应变能最小为优化目标,建立了底座设计的拓扑优化数学模型,并详细推导目标函数及约束条件的灵敏度;然后,对底座结构应用拓扑优化设计,并以所得的理想概念构型为基础,进行底座结构的详细设计;最后,采用有限元法对优化模型进行静刚度和动刚度的分析与校核。设计结果表明,底座质量从27.66 t减至22.15 t;最大变形量由0.0377 mm减小为0.014 mm;一阶频率从217.1 Hz提高至247.45 Hz;在减小质量的同时,有效提高了底座结构的静刚度和动刚度,验证了拓扑优化方法的有效性。该方法将对4 m望远镜跟踪架的其他部件设计提供帮助。
【作者单位】： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;
【关键词】： 轻量化 拓扑优化 望远镜底座 有限元分析 刚度
【分类号】：TH751
【正文快照】： 0引言大口径望远镜可以满足人类对空间目标更高分辨力的需求,但通光口径的增大,会引起整个望远镜系统尺寸增加,重量也成倍上升,从而直接影响着系统成本,一方面,系统重量直接影响着材料成本,包括材料耗用,材料运输以及材料加工等成本;另一方面,重量增大将提高控制系统成本,系统

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本文编号：957255