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光机结构拓扑优化与轻量化

共计 30 章节
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01
光机结构轻量化需求与拓扑优化价值
目标=从光学系统性能约束出发 · 理解重量 · 刚度
光机结构轻量化需…拓扑优化价值
02
光机结构设计对象与载荷环境
目标=梳理反射镜 · 镜筒 · 支撑结构
光机结构设计对象载荷环境
03
拓扑优化数学基础与光机问题建模
目标=介绍设计变量 · 目标函数 · 约束条件
拓扑优化数学基础光机问题建模
04
光机结构有限元建模要点
目标=网格划分 · 边界条件 · 连接模拟
光机结构有限元建…目标=网格划分
05
灵敏度分析与优化算法选择
目标=推导结构响应灵敏度 · 比较OC · MMA
灵敏度分析优化算法选择
06
反射镜背部轻量化拓扑优化实战
目标=以圆形或方形反射镜为对象 · 定义面形RMS约束 · 完成从建模
反射镜背部轻量化…目标=以圆形或方…
07
镜筒结构拓扑优化与轻量化设计
目标=针对镜筒的刚度 · 一阶频率和重量要求 · 开展拓扑优化
镜筒结构拓扑优化轻量化设计
08
支撑结构拓扑优化
目标=以三点支撑 · 柔性支撑 · 运动学支撑为对象
支撑结构拓扑优化目标=以三点支撑
09
多目标拓扑优化在光机结构中的应用
目标=同时考虑重量 · 柔度 · 频率
多目标拓扑优化光机结构
10
热-结构耦合拓扑优化
目标=在温度载荷下优化光机结构 · 控制热变形与热应力 · 结合热弹性有限元实现热-固耦合灵敏度…
结构耦合拓扑优化目标=
11
动力学与振动拓扑优化
目标=以固有频率 · 振型 · 随机响应为目标或约束
动力学振动拓扑优化
12
增材制造约束下的光机拓扑优化
目标=引入最小/最大尺寸 · 悬垂角 · 自支撑等制造约束
增材制造约束下的…目标=引入最小
13
传统减材制造约束下的拓扑优化
目标=考虑铣削 · 车削 · 钻孔等工艺限制
传统减材制造约束…目标=考虑铣削
14
复合材料光机结构拓扑优化
目标=面向碳纤维复合材料铺层与纤维方… · 开展多尺度或铺层-拓扑联合优化 · 实现高比刚度轻量化
复合材料光机结构…目标=面向碳纤维…
15
柔性机构与拓扑优化
目标=以柔性铰链 · 导向机构为对象 · 优化柔度与刚度比
柔性机构拓扑优化
16
光学面形误差与拓扑优化映射
目标=建立面形Zernike多项式 · RMS · PV等指标与结构节点位移的映射关系
光学面形误差拓扑优化映射
17
光机结构拓扑优化中的对称性与周期性约束
目标=利用光学系统对称性减少设计变量 · 提高计算效率 · 并保证结构对称性与光学性能一致性
光机结构拓扑优化对称性
18
多尺度拓扑优化与点阵结构
目标=在宏观与微观尺度同时优化 · 设计点阵 · 蜂窝等超轻结构
多尺度拓扑优化点阵结构
19
拓扑优化结果的后处理与CAD重构
目标=介绍平滑 · 提取 · 参数化重构方法
CAD拓扑优化结果的后…
20
光机结构拓扑优化中的鲁棒性与可靠性
目标=考虑材料 · 载荷 · 制造误差不确定性
光机结构拓扑优化鲁棒性
21
典型空间相机主镜轻量化案例
目标=从设计指标 · 优化模型 · 迭代过程到最终验证
典型空间相机主镜…目标=从设计指标
22
大口径望远镜次镜支撑结构优化案例
目标=针对次镜支撑的刚度 · 热稳定性和遮挡比要求 · 开展拓扑优化与多目标权衡
大口径望远镜次镜…目标=针对次镜支…
23
激光通信终端光机结构轻量化案例
目标=结合振动 · 冲击与热环境 · 优化终端主体结构
激光通信终端光机…目标=结合振动
24
光谱仪光机结构拓扑优化案例
目标=以光谱仪框架 · 镜座为对象 · 优化结构在温度与重力下的变形
光谱仪光机结构拓…目标=以光谱仪框…
25
光机结构拓扑优化软件工具与流程
目标=介绍ANSYS · COMSOL · OptiStruct
光机结构拓扑优化…流程
26
光机结构拓扑优化中的计算效率提升
目标=采用降阶模型 · 并行计算 · 代理模型
光机结构拓扑优化计算效率提升
27
实验验证与测试
目标=介绍光机结构模态测试 · 面形干涉测量 · 热真空试验等方法
实验验证测试
28
光机结构轻量化评价体系
目标=建立重量 · 刚度 · 频率
光机结构轻量化评…目标=建立重量
29
光机拓扑优化设计规范与准则
目标=总结材料选择 · 结构布局 · 约束设置
光机拓扑优化设计…准则
30
光机结构拓扑优化与轻量化前沿展望
目标=探讨AI驱动优化 · 多物理场拓扑优化 · 超材料
光机结构拓扑优化轻量化前沿展望