內(nèi)容簡介：
提高光機熱集成分析精度的關鍵技術研究，碩士學位論文，共123頁。
【摘要】 空間相機的光機熱集成分析與設計方法是系統(tǒng)工程論的最新應用發(fā)展,而集成分析的精度是制約其應用的關鍵。本文以在集成分析應用與試驗的方法上為突破,實現(xiàn)提高光機熱集成分析精度的目標,開展了相關研究工作。論文研究發(fā)現(xiàn),在基于光機熱集成分析相機設計方法中,提高光機熱集成分析精度的關鍵包括:1)空間相機光機熱集成分析精度的提高,依賴于對基于光機熱集成分析的相機設計方法研究。從系統(tǒng)工程角度,挖掘光、機、熱學科內(nèi)部和各學科間控制和提高集成分析精度的。2)光機熱集成分析首先需要解決光學、結構、熱控軟件間的數(shù)據(jù)異構和共基準問題。在提高數(shù)據(jù)傳遞效率的同時,研究降低數(shù)據(jù)傳遞誤差的方法;3)相機在軌工作時,熱致形變是影響相機光學性能的重要因素。對熱應力理論與仿真方法研究是挖掘影響光機性能的重要方法,也是相機光、機、熱學科內(nèi)開展的優(yōu)化的重要依據(jù);4)集成分析約束設計與處理準則是提高精度的基礎。集成分析的流程化是確保學科內(nèi)和學科間模型、邊界條件、優(yōu)化目標等合理、有效、有序?qū)嵤┑谋ＷC。也是從系統(tǒng)角度提高集成分析精度的有效方法;5)模型的校驗方法是提高精度的關鍵手段。光機熱集成分析精度的提高不僅依賴仿真分析過程的控制,更需要對光機熱試驗技術和方法的研究。通過試驗校驗仿真分析模型和仿真分析方法是提高仿真分析精度的關鍵方法。為突破解決以上關鍵問題,論文研究工作有以下創(chuàng)新點:1)為了降低光學、熱學、力學模型間配準誤差對集成分析精度的影響,運用系統(tǒng)工程論的理念,提出統(tǒng)一絕對坐標系作為光學、熱學、結構模型配準的基準的方法。解決了學科間不同軟件、不同模型的準確、快速配準問題;2)提出用集成分析驗證光學設計溫度適應性的方法,用集成分析方法直接獲得相對溫度場對不同面形的影響效果。解決了依靠理論公式計算溫度對二次、高次面形、自由曲面面形等影響過程復雜,且不易實現(xiàn)的問題�；诖�,提出了光學設計溫度適應性的優(yōu)化需求,根據(jù)相機應用、環(huán)境要求合理選擇面形形式是對相機優(yōu)化方向的重要補充,并有助于相機設計資源合理分配3)光機熱集成分析中,熱分析溫度場向結構分析模型傳遞誤差是影響集成分析精度的重要因素之一,本文基于空間相機溫度場的特殊性,提出一種熱模型和結構分析模型要保持“形貌”特征相似前提下的有限范圍內(nèi)映射方法,提高了映射溫度場的準確性。解決了熱分析獲得的溫度場向結構分析模型傳遞容易產(chǎn)生偏差的問題4)將集成分析技術應用于相機反射鏡組件檢測工裝設計、相機地面測試、試驗等環(huán)節(jié)。通過相機光學性能評價工裝設計的可行性以及測試環(huán)境對相機性能影響,這是集成分析在相機研制過程中的深入應用;5)初步實現(xiàn)了基于相機光學性能的星載布局、衛(wèi)星姿態(tài)控制的光機熱集成分析應用上的突破,這也是基于相機光機熱集成分析技術在星載一體化應用上的初步探索。在解決集成分析技術關鍵問題過程中,形成了以下成果:1)提出了基于絕對坐標系的光學、結構、熱控模型配準方法,能夠有效的提高集成分析數(shù)據(jù)傳遞效率和降低數(shù)據(jù)傳遞誤差;2)形成了涵蓋了相機設計、工藝驗證、測試、試驗的集成分析流程;3)完成了光機熱集成分析試驗方法的研究和膠接工藝驗證試驗方法設計,為集成分析精度的提高奠定了基礎。通過論文的研究工作,使光機熱集成分析在空間相機設計上的應用提高到系統(tǒng)化、流程化的水平。提高了集成分析精度。同時,該研究有望推廣到星載一體化布局和設計領域,對于工程研制有重要的理論意義和應用價值。
【關鍵詞】 空間相機設計方法； 有限元； 光機熱集成分析； 熱光試驗；
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