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隨著光學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)一步促進(jìn)了光機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，將光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為整體設(shè)計(jì)考慮，進(jìn)而為光機(jī)零件、組件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)和測(cè)量提供了許多新的發(fā)現(xiàn)。

為幫助光機(jī)設(shè)計(jì)的小伙伴能夠更加深入了解光機(jī)相關(guān)知識(shí)，武漢墨光將于09月07日開展《光機(jī)設(shè)計(jì)與仿真集成》免費(fèi)線上培訓(xùn)，理論結(jié)合實(shí)操，帶大家熟悉 APEX 及SolidWorks 軟件的配合操作，更為直觀的學(xué)習(xí)了解具體操作流程。

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光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)整體光機(jī)設(shè)計(jì)側(cè)重于設(shè)計(jì)用于固定這些組件的結(jié)構(gòu)，如果在運(yùn)行過程中需要驅(qū)動(dòng)這些組件，則需要控制其機(jī)械運(yùn)動(dòng)，或保護(hù)其免受外部環(huán)境和雜散光的影響。光機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還致力于計(jì)算和盡量降低成本，最大限度地提高可制造性，并考慮裝配和對(duì)準(zhǔn)需求。光機(jī)載荷與響應(yīng)然后，工程師確定并施加環(huán)境載荷，例如重力、溫度變化、振動(dòng)、加速度以及在裝配和運(yùn)行過程中產(chǎn)生的力。

針對(duì)鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜防塵防水設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員要思考結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并明確防塵防水設(shè)計(jì)的原理和具體的對(duì)策，只有這樣才能夠提升設(shè)計(jì)的水平和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

在本例中，工作溫度是我們?cè)?em>設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的因素。 在設(shè)計(jì)在近地軌道上運(yùn)行的光機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，光機(jī)結(jié)構(gòu)和光學(xué)器件將受到溫度波動(dòng)的影響。由于立方體衛(wèi)星有效載荷在軌道上會(huì)經(jīng)歷不同的溫度，光學(xué)系統(tǒng)和光機(jī)結(jié)構(gòu)的膨脹和收縮會(huì)降低光學(xué)性能。因此，應(yīng)仔細(xì)考慮反射鏡基板和光機(jī)結(jié)構(gòu)的材料選擇，以盡量減少 CTE 不匹配。

圖1.菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)形式菲涅爾透鏡是一種利用多層環(huán)形圓錐表面構(gòu)成的特殊面型結(jié)構(gòu)，用以使光線按預(yù)定會(huì)聚角會(huì)聚的光學(xué)元件，他等效于一個(gè)球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大孔徑非成像系統(tǒng)，特別是照明系統(tǒng)更為常見。這類系統(tǒng)往往只需要一個(gè)單片透鏡，工藝簡(jiǎn)單可以模壓成形。在對(duì)該類透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)利用 OCAD 程序也非常簡(jiǎn)單。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類型不同，結(jié)構(gòu)優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化，進(jìn)而發(fā)展到更高層次的拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化算法也由簡(jiǎn)單的準(zhǔn)則法發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃法，進(jìn)而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。

1.2 高壓氣瓶端蓋厚度設(shè)計(jì)高壓氣瓶端蓋厚度設(shè)計(jì)仍參照鋼制氣瓶標(biāo)準(zhǔn)JB4732—1995進(jìn)行，氣瓶端蓋采用如圖1所示結(jié)構(gòu)，由設(shè)計(jì)公式：式中：δ2為氣瓶端蓋厚度，mm;Ks為結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，根據(jù)氣瓶設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JB4732—1995取Ks=0.11。

針對(duì)鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜防塵防水設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員要思考結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并明確防塵防水設(shè)計(jì)的原理和具體的對(duì)策，只有這樣才能夠提升設(shè)計(jì)的水平和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜的結(jié)構(gòu)類型和聯(lián)接方式1.1鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜的結(jié)構(gòu)類型鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜指的是運(yùn)用鈑金工藝加工制造的機(jī)柜，加工過程中使用的加工藝有剪、沖、折、焊和表面處理。

MSC Nastran有限元分析軟件中對(duì)光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的光學(xué)性能進(jìn)行早期、快速、有效的評(píng)估。

采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化點(diǎn)。通過NX Nastran仿真對(duì)顯微鏡支架結(jié)構(gòu)建模進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)顯微鏡支架部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。依據(jù)仿真結(jié)果對(duì)顯微鏡支架的優(yōu)化表明，優(yōu)化后最大綜合應(yīng)力減小3.403，最大應(yīng)變位移減小0.078。在滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，優(yōu)化后支架質(zhì)量減少8.5%，滿足輕量化設(shè)計(jì)需求。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類型不同，結(jié)構(gòu)優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化，進(jìn)而發(fā)展到更高層次的拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化算法也由簡(jiǎn)單的準(zhǔn)則法發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃法，進(jìn)而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。

增材制造的一大優(yōu)勢(shì)是可以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，使很多我們之前所熟悉的產(chǎn)品變得跟原來(lái)的設(shè)計(jì)相比，零件更少，材料更少，具備相同甚至更好的力學(xué)性能，可以說增材制造給設(shè)計(jì)師們賦予了更多的設(shè)計(jì)自由度。 但，由于增材制造與傳統(tǒng)機(jī)加方式的原理不同，為“堆積”材料的工藝。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮支撐結(jié)構(gòu)，熱歷史，打印時(shí)長(zhǎng)，成本，成型質(zhì)量等各種因素。

，優(yōu)化遮光結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并增設(shè)消雜光涂層，大幅降低雜散光對(duì)成像的影響；針對(duì)環(huán)境適應(yīng)性弱問題，通過 OAS 光機(jī)熱耦合仿真，迭代優(yōu)化透鏡與鏡筒的材料匹配及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效抵消溫度變化帶來(lái)的結(jié)構(gòu)變形，保障全溫域下的成像穩(wěn)定性。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類型不同，結(jié)構(gòu)優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化，進(jìn)而發(fā)展到更高層次的拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化算法也由簡(jiǎn)單的準(zhǔn)則法發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃法，進(jìn)而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。

大多數(shù)設(shè)計(jì)人只會(huì)根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，如果要自己想結(jié)構(gòu)，并將其合理化，這個(gè)難度是相當(dāng)大的。這時(shí)有位同事說道，這種結(jié)構(gòu)我見過，無(wú)論兩腔，三腔，四腔，采用這種結(jié)構(gòu)都非常合適，可以完美解決需求，而且結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，造價(jià)還便宜。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真有這么神奇嗎？說完，他找出了照片：矩形的中間立柱，中間折過的（瓦楞）波紋板，邊緣用倒扣的C型鋼板，類似于槽鋼。

使用模塊化和優(yōu)化設(shè)計(jì) 理論實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，利用 ANSYS 軟件進(jìn)行校核，使用 SolidWorks 軟件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程仿真。仿真結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)能 夠滿足機(jī)械運(yùn)動(dòng)需求，可降低裝卸成本，提高裝卸工作效率。 關(guān)鍵詞：SolidWorks；自動(dòng)裝卸機(jī)械；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0 引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)水平的持續(xù)發(fā)展，自動(dòng)化作業(yè)備受人們重 視。