ansys 部分顯示變形的案例
Ansys Zemax | 設(shè)計抬頭顯示器時要使用哪些工具 – 第三部分
本文為使用OpticStudio工具設(shè)計優(yōu)化HUD抬頭顯示器系統(tǒng)的第三部分，主要包含演示了如何使用OpticStudio非序列模式工具正向分析HUD系統(tǒng)的性能以及后續(xù)可能的擴展分析。
上兩篇文章中(第一部分點此查看，第二部分點此查看)，我們主要介紹了如何以逆向方式對于HUD系統(tǒng)進行建模，以及根據(jù)分析系統(tǒng)的初始性能，并結(jié)合具體設(shè)計指標(biāo)了解如何對系統(tǒng)進行控制與優(yōu)化。本篇文章將主要結(jié)合OpticStudio非序列模式功能進行正向HUD系統(tǒng)性能的整體評估。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
最終步驟：從顯示器到虛像(正向)
翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)
翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)不是直接一步到位的。鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中的元件翻轉(zhuǎn)工具有一些限制，HUD系統(tǒng)肯定會破壞這些限制，因為該系統(tǒng)包含坐標(biāo)間斷和非標(biāo)準(zhǔn)表面。
棘手的部分是Z軸是“翻轉(zhuǎn)的”。對于像HUD這樣的非對稱系統(tǒng)，該工具無法正常工作。
另一種解決方案如下所述：
?在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，選擇Make Double Pass工具：
該系統(tǒng)在表面12上包含一個反射面，該反射就是LCD。只有我們系統(tǒng)的之后部分才值得關(guān)注。
?表面24是新的STOP表面。首先可以固定表面24的半直徑，將“孔徑”更改為“按光闌大小浮動”，然后將“STOP”表面設(shè)置為表面24。
?系統(tǒng)需要整理：刪除從“虛像”到“顯示器”中定義的所有表面；從表面1到11。設(shè)計結(jié)果可以在表面13上移除，表面13的厚度是固定值2000mm。“物面厚度(表面0)”設(shè)置為0mm。
?表面13即STOP面可以設(shè)置為全局坐標(biāo)參考表面。
展開 Ansys Zemax | 設(shè)計抬頭顯示器時要使用哪些工具 – 第二部分
它還顯示了兩只眼睛所看到的視差。
整個視場的平均值為：
像散的范圍從80減少到11 waves。下圖使用的是相對比例(顯示設(shè)置)，從絕對值中減去平均值。它可以更好地了解整個視場的像差變化：
· 畸變：略高于2%
Ansys Zemax | 設(shè)計抬頭顯示器時要使用哪些工具 – 第一部分
它將顯示駕駛員使用抬頭顯示器看到的真實圖像。
步驟1：從虛像到顯示器(逆向設(shè)計)
初始結(jié)構(gòu)
為了方便起見，已經(jīng)構(gòu)建了一個模板，其中包含所有的初始結(jié)構(gòu)。在附件中即可看到。初始結(jié)構(gòu)中包含整個風(fēng)擋玻璃的自由曲面模型。風(fēng)擋玻璃可視為一個擴展多項式表面。
系統(tǒng)選項：
?孔徑：眼盒是系統(tǒng)的光闌面，因此它代表了駕駛員眼睛的位置范圍：寬度=±50毫米，高度=±20毫米，所以我們將該尺寸的矩形孔徑放置在光闌面。
入瞳直徑(EPD)計算可得2 × (20?2 +50 ?2) ?2 = 108毫米。
?視場：視場類型為物高，規(guī)格定義為矩形。在實際系統(tǒng)中，LDC顯示器上的圖像為虛像尺寸的6倍，因為當(dāng)前的設(shè)計是逆向從虛擬圖像到LCD顯示器的，因此可以計算虛像的大小，并將其用作“視場編輯器”中定義視場大小的物高。液晶顯示器尺寸為：寬度=±12.5毫米，高度=±5毫米。因此，物高尺寸應(yīng)該是此值的6倍。
視場寬度=±75毫米(6 x 12.5)，視場高度=±30毫米(6 x 5)
?波長：LCD顯示器將發(fā)出0.55微米的波長
風(fēng)擋玻璃
可以對整個風(fēng)擋玻璃進行建模，也可以僅對HUD使用的風(fēng)擋玻璃區(qū)域進行建模。
要找到“考察”區(qū)域，可以使用Footprint Diagram工具顯示疊加在風(fēng)擋玻璃表面上的光線跡點情況：
風(fēng)擋玻璃建模：
風(fēng)擋玻璃模型：
風(fēng)擋玻璃可以用序列模式表面來描述，如自由曲面或非序列CAD零件。如果將其描述為插入序列系統(tǒng)的非序列CAD零件，則系統(tǒng)變?yōu)榛旌夏Ｊ健＿@在從虛像到顯示器的逆向系統(tǒng)建模時效果良好，但在正向工作時會出現(xiàn)問題，因為光闌面位于非序列結(jié)構(gòu)表面之后（違反混合模式建模規(guī)則）。
展開 ANSYS workbench顯示動力學(xué)分析如何確定是否發(fā)生塑性變形
ANSYS workbench顯示動力學(xué)分析如何確定是否發(fā)生塑性變形
