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初始結構設計

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創建者：匿名 創建時間：2026-01-05

初始結構設計的視頻教程

基于MIDAS Gen的張弦結構初始態和荷載態分析
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主要介紹1.張拉力在midas Gen中的模擬方法，2.如何利用midas Gen確定張弦梁的張拉力，3.在模態分析時如何將張拉力貢獻的幾何剛度考慮進去

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ADAMS運動學仿真及結構優化設計第四講——結構優化設計
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1.模型參數化 1）定義設計變量 2）模型參數化 2.優化設計流程 1）優化設計的一般流程 2）目標函數定義 3）約束函數定義 4）優化設計、設計研究和實驗設計的區別 3.六連桿沖壓機構的優化設計 4.發動機解耦率優化設計

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第五章，尺寸鏈應用，尺寸鏈是機械設計中很重要的使用工具，我們熱結構設計也會用的到，課程從尺寸鏈介紹和尺寸鏈在熱結構設計中多種應用來向大家講解，合理的使用尺寸鏈這個工具，能大大的減少設計偏差以及試制風險，尺寸鏈設計不當容易導致熱性能無法發揮出該有的功能，甚至導致嚴重的安全事故，掌握尺寸鏈在熱結構設計中的應用還是非要有必要的。

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初始結構設計圖1

初始結構設計的實例教程

圖1.菲涅爾透鏡結構形式 菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，接著界面會出現菲涅爾面型設計窗體如圖3。在此窗體表格內首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環形圈數，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進一步按“確定”按鈕即可自動算出該菲涅爾面的各環錐面傾斜角度值。 圖2.菲涅爾透鏡設計菜單 圖3.菲涅爾表面設計窗體 菲涅爾面的基底一般是平面，有時為了某種特殊用途也可以是球面，但這時的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設計方法與以上相同。 由圖3可以看出，OCAD 在對菲涅爾透鏡自動設計時可以嚴格把各環帶中點的光線匯聚于一點，但對于整個環帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環帶寬度，因為就每個環帶而言只是個平面光錐，只使光線轉折不能會聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點列圖如圖4。 圖4.菲涅爾透鏡光斑點列圖 圖5.菲涅爾透鏡光學零件圖 對帶有菲涅爾面型的光學系統（菲涅爾透鏡）設計完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數，如圖5所示。
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圖3.會聚光路中打入式自動設計程序界面 設計時在界面上填寫相關設計要求以及各組元之間主面間隔，程序會自動求解打入部分各組元焦距值以及其他外形尺寸數據，繪制結構示意圖。圖中上半部分是打入前的原物鏡結構，下半部分為打入后的系統結構。接著執行“下一步”程序顯示系統各組元焦距值、通光孔徑以及各組元間主面間隔數據。 圖4.會聚光路中打入式自動設計程序界面 繼續點擊“下一步”，就可以進入系統初始結構自動設計階段。此時可以利用設計窗口內下部表格內的“選擇”欄內選擇設計哪一組鏡頭。選擇后界面自動出現“透鏡單元結構設計”窗口進行設計。設計完畢在表格內點擊“保存”，將會自動完成該組設計。 圖5.會聚光路中打入式自動設計程序界面 按以上方法依次操作即可完成所有組元結構設計。完成之后，再按“下一步”，可以完成整個系統的初始結構設計。 圖6.會聚光路中打入式自動設計結構示意圖 系統的初始結構設計數據如下。 圖7.會聚光路中打入式自動設計結構系統數據 B) 平行光路中打入型變焦系統設計 正如上面所說，有些光學系統出于結構需要，可能在物鏡后面塞得很滿沒有空間安排打入式變焦活動組，此時可以在物鏡（變焦固定組）前安排活動組。前置的變焦活動組應該是一個望遠系統，也分為前后兩個單元。根據變焦倍率以及兩組分間的空氣間隔，兩組分的焦距分配關系如下。式中 f1及 f2分別表示前后兩組焦距值，m為變焦倍率，d為兩組分間間隔。 以上間隔均由程序自動完成。在OCAD設計窗口內有“會聚光路內打入”和“平行光路內打入”的兩種選擇。在選擇“平行光路內打入”后，設計界面如圖所示。
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圖中上半部分是打入前的原物鏡結構，下半部分為打入后的系統結構。接著執行“下一步”程序顯示系統各組元焦距值、通光孔徑以及各組元間主面間隔數據。 圖4.會聚光路中打入式自動設計程序界面 繼續點擊“下一步”，就可以進入系統初始結構自動設計階段。此時可以利用設計窗口內下部表格內的“選擇”欄內選擇設計哪一組鏡頭。選擇后界面自動出現“透鏡單元結構設計”窗口進行設計。設計完畢在表格內點擊“保存”，將會自動完成該組設計。 圖5.會聚光路中打入式自動設計程序界面 按以上方法依次操作即可完成所有組元結構設計。完成之后，再按“下一步”，可以完成整個系統的初始結構設計。 圖6.會聚光路中打入式自動設計結構示意圖 系統的初始結構設計數據如下。 圖7.會聚光路中打入式自動設計結構系統數據 B) 平行光路中打入型變焦系統設計 正如上面所說，有些光學系統出于結構需要，可能在物鏡后面塞得很滿沒有空間安排打入式變焦活動組，此時可以在物鏡（變焦固定組）前安排活動組。前置的變焦活動組應該是一個望遠系統，也分為前后兩個單元。根據變焦倍率以及兩組分間的空氣間隔，兩組分的焦距分配關系如下。式中 f1及 f2分別表示前后兩組焦距值，m為變焦倍率，d為兩組分間間隔。 以上間隔均由程序自動完成。在OCAD設計窗口內有“會聚光路內打入”和“平行光路內打入”的兩種選擇。在選擇“平行光路內打入”后，設計界面如圖所示。界面內也有是否單組打入和兩組分間隔打入的選擇。和以往一樣操作方法即可自動設計出所要求的初始結構參數。設計出帶反射棱鏡的和不帶反射棱鏡的設計結果光學系統示意圖如下圖所示。 圖8.平行光路中單變焦組打入式自動設計界面 圖9.平行光路中單變焦組打入式自動設計結果結構示意圖 2.
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構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。 圖1.透鏡初始設計窗體 在圖1中窗體內中部會自動產生一個以折射率從1.47～1.92連續的玻璃材料的對應P值分布曲線圖，具體數據可以提供點擊工具條內“圖文”查看，大致了解單透鏡的P值與折射率n之間的對應關系。 反射棱鏡也是組成光學系統的一個常用元素。在透鏡單元設計中選擇“反射棱鏡”，由于有些了解的參數與玻璃材料有關，必須先選擇玻璃材料，接著界面內出現一個反射棱鏡框供選擇棱鏡代號。選擇棱鏡代號后會自動計算出棱鏡光軸展開長度（中心厚度）在參數表內顯示。棱鏡設計完畢。 圖2.反射棱鏡設計窗體 圖3.反射棱鏡的初始結構設計 反射棱鏡也是個結構比較簡單的光學元素，只要反射棱鏡的標準代號以及其通光孔徑確定，該反射棱鏡就有了明確的結構尺寸，不需更多處理。同樣，只有在窗體數據表格中使用“選擇”欄確定，程序會自動完成系統結構的設計工作，完成后自動“保存”。最后結果如圖5所示。 圖4.一般光學系統設計界面 圖5.初級像差設計與計算 圖6.反射棱鏡結構單元初始設計界面
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構成光學系統最基礎的結構單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學系統進行初始設計階段都必然要從該類結構單元設計為起點。其中透鏡單元中最基礎的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結構形式。在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。 圖1.透鏡初始設計窗體 在圖1中窗體內中部會自動產生一個以折射率從1.47～1.92連續的玻璃材料的對應P值分布曲線圖，具體數據可以提供點擊工具條內“圖文”查看，大致了解單透鏡的P值與折射率n之間的對應關系。 反射棱鏡也是組成光學系統的一個常用元素。在透鏡單元設計中選擇“反射棱鏡”，由于有些了解的參數與玻璃材料有關，必須先選擇玻璃材料，接著界面內出現一個反射棱鏡框供選擇棱鏡代號。選擇棱鏡代號后會自動計算出棱鏡光軸展開長度（中心厚度）在參數表內顯示。棱鏡設計完畢。 圖2.反射棱鏡設計窗體 圖3.反射棱鏡的初始結構設計 反射棱鏡也是個結構比較簡單的光學元素，只要反射棱鏡的標準代號以及其通光孔徑確定，該反射棱鏡就有了明確的結構尺寸，不需更多處理。同樣，只有在窗體數據表格中使用“選擇”欄確定，程序會自動完成系統結構的設計工作，完成后自動“保存”。最后結果如圖5所示。 圖4.反射棱鏡結構單元初始設計界面
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初始結構設計圖2

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玻璃材料選定后窗體上會出現有該對玻璃組合的滿足設計要求的初始結構參數及對應PW實際計算結果列于表內，同時還顯示透鏡彎曲的PW值變化曲線圖如圖4所示。 圖3.雙膠合透鏡玻璃選擇窗體 圖4.雙膠合透鏡初始結構設計圖 對于這一結果如不滿意還可以通過滾動條移動調整透鏡色差和初級像差值。
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結構輕量化優化設計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓撲優化仿真解決方案，以及輕量化結構設計的工程案例分析，感興趣的下滑預約學習?? 時間：5月12日（星期二），16:00-17:00 內容簡介： 1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案 2.輕量化結構設計案例分析 講師：
在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。 圖1.透鏡初始設計窗體 在圖1中選擇單透鏡后在窗體內中部會自動產生一個以折射率從1.47～1.92連續的玻璃材料的對應P值分布曲線圖，具體數據可以提供點擊工具條內“圖文”查看，大致了解單透鏡的P值與折射率n之間的對應關系。
圖4.一般光學系統設計界面 圖5.初級像差設計與計算 圖6.反射棱鏡結構單元初始設計界面
授課時間 2026/5/19（二）-5/20（三） AM 9:00-PM 16:00 授課地點 上海市嘉定區南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室 課程講師 訊技光電工程團隊及資深顧問 課程費用 4800RMB/1人次 (課程包含課程材料費、開票稅金、午餐費) 課程簡介
在選擇“系統結構單元初始設計”的菜單后出現的小窗體內有一個書簽式選項選擇上述五種透鏡的設計選項，如圖1所示。 圖1.光楔設計窗體 1、光楔的繪制 光楔也就是光學系統中常用的折射棱鏡，可以用以進行光線折轉實現系統掃描或變形處理。在光楔元件中又又單光楔和膠合光楔兩種，單光楔結構簡單，膠合光楔可以做消色差處理，各有用途。
初始結構設計實際上只是系統高斯光學設計階段。在這一階段里只考慮系統在滿足初級像差的要求下求解系統初始結構，獲取系統基礎結構參數，為系統相差平衡，優化設計建立基礎。
初始結構設計實際上只是系統高斯光學設計階段。在這一階段里只考慮系統在滿足初級像差的要求下求解系統初始結構，獲取系統基礎結構參數，為系統相差平衡，優化設計建立基礎。
本軟件包根據這些設計方法進行全面初始結構設計。從系統外形尺寸自動計算到初級像差系數的自動平衡，甚至可以從自動選玻璃到解出各組分表面半徑。