长条形反射镜支撑结构设计与分析

为了降低航空光电侦察设备的整体质量,减小反射镜在复杂航空环境下的面形变化,利用有限元方法对某长条形反射镜组件结构进行了优化。首先,计算轻量化反射镜所需的支撑点数量,并对支撑点的位置进行优化。接着,为了解决温度变化时组件材料线胀系数不匹配带来的热变形问题,在支撑结构中引入了柔性铰链,并对柔性铰链参数进行了优化。最后,对反射镜组件进行面形精度分析,得到反射镜RMS为20.3 nm,小于1/30λ(λ=632.8 nm);对组件进行模态分析及试验,得到一阶固有频率分别为138 Hz和162 Hz,满足设计指标要求,分析及试验结果表明了该反射镜的支撑结构合理可行。

光电系统中铍反射镜的发展与应用

综述了光电系统中铍反射镜常用材料的特性、加工方法、发展现状及最新应用。首先,介绍了目前国外铍反射镜常用材料的性能,铍反射镜基底制备、机械加工和光学加工等方面的发展现状。然后,以詹姆斯韦伯太空望远镜和F-9120航空远距离可见/红外双波段侦察相机为例,重点介绍了铍以及铍铝合金在空间和航空光电系统的反射镜及光机支撑结构上的最新应用。最后,对铍和铍铝合金在光电系统中的未来发展和应用前景提出了展望。

双波段共口径成像系统光机设计与分析

为了克服机载光电有效载荷(可见光摄像机和红外热像仪)各自独立、焦距过短的缺点,着重对可见光/红外共口径系统关键技术进行了研究。采用可见光、中波红外双波段共用主次镜的光学结构,可见光和红外焦距分别为1 500 mm和750 mm。选用合适的光学材料、合理的支撑方式,对系统反射镜支撑组件进行了静力学、动力学建模,优化了结构形式。采用光机热集成分析方法,指导、评价和优化光机系统设计过程,提高结构固有频率,增强系统热稳定性适应范围。系统结构设计基频大于200 Hz,在±5℃均匀温变工况和重力作用下,反射镜面形PV值小于λ/10,RMS值小于λ/40,光学系统传递函数(MTF)达到0.38。结果表明,采用该方法设计的光机结构固有频率高,重力及热耦合变形、抗振性能等方面均能满足要求,系统具有良好的成像质量。

航空相机反射镜支撑结构设计与分析

卡塞格林光学系统中主次镜的面形精度是影响成像质量的重要因素,为了保证成像质量,卡式系统中主次镜面形误差需优于15.8 nm.针对某航空光电设备中的卡塞格林光学系统,设计了一种镜体柔性支撑结构.在主镜支撑设计中引入柔性铰链,对影响铰链刚度的主要参数进行优化设计.以重力和温度耦合为载荷约束条件,采用有限元方法对主次镜组件进行仿真分析,并用Zemike多项式对镜面进行拟合.拟合后主镜均方极值(RMS)为6.2nm,次镜均方极值(RMS)为2.7um,主次镜面形精度均方极值(RMS)优于1/40λ(λ=632.8 nm),满足光学设计指标要求.

注CO_2井筒相态分布模型的建立

为了模拟注CO2井筒相态分布,为注CO2驱油提供理论依据,节省测井成本,提高驱油效率,建立了注CO2井筒相态分布模型。本文基于传热学、流体力学、能量守恒定律等理论方法,建立了井筒温度压力耦合模型,然后结合CO2相态变化图,绘制井筒相态分布图,最后基于MATLAB编制了便于操作的图形用户交互界面程序。将本文建立的注CO2相态分布模型应用于油田实验井,通过与现场监测得出的温度和压力数据曲线进行对比,得出平均测量点与本文模型计算点总的平均相对误差,温度平均相对误差为0.75%,压力平均相对误差为3.2%。基本满足注CO2井筒相态分布模型建立的精度要求,能够指导注CO2驱油井实际生产,优化井口注入参数,提高驱油效率。

铝合金多楔带轮旋压成形数值分析与试验研究

针对汽车发电机离合器使用的P6PL118型多楔带轮,提出了一种镦粗成形与旋压成形相结合的新工艺。基于Deform软件,研究了镦粗与旋压成形过程中摩擦因子、尾顶压下量与旋轮进给量对金属流动的影响,并研究了旋压成形中成形载荷及成形结束时的应变分布情况。在旋压机上进行试验,结果表明,得到的多楔带轮满足尺寸要求,晶粒更加细化。齿顶和齿底处加工流线清晰,沿齿形外廓线分布。旋压成形后工件顶部硬度提高最为明显,其次是工件中部,工件底部硬度提高最少。旋压件与毛坯态相比,维氏硬度平均提高25.9%,并具有更好的齿面硬度与耐磨性。