大口径平行光管结构优化设计

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1、长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《固定式楼宇间激光通信光学基台结构设计》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：砭堕年三月淅长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长

2、春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：必三月出导师签名：弛丝年立月五日摘要为了适应恶劣的野外运输条件，大口径平行光管需拆分成多个零件组进行运输。要求各零件组的一阶模态频率大于50Hz以避免发生共振。为了保证装配后大口径平行光管的检测

3、精度，要求整个平行光管的最大的静力形变量小于0．35mm。本文首先对平行光管进行静力学分析与模态分析，找出优化问题，提出优化方案；其次，基于MSC．PatranMSC．Nastran软件，利用集成优化思想，对平行光管的各零件组进行动力学优化与静力学优化；最后，将改进后的平行光管整体进行有限元分析，对优化设计结果进行评估。经过优化设计，各零件组一阶频率远大于50Hz，装配后导光臂的最大静力形变量由1．35mm减少至O．345mm，主反射镜最大静力形变量由0．475mm减少至0．279mm。综上所述

4、，利用计算机辅助技术，实现了对大口径平行光管的动力学与静力学优化设计，为有限元优化技术在光学结构设计领域中的应用进行了探索与尝试。关键词：平行光管模态分析有限元分析优化设计AbstractInordertoadapttheterriblenaturalenvironment,thecollimatorshouldbetakenaparttoship．Itrequiredthefirstmodalfrequencyofthepartsgroupgreaterthan50Hztoavoidthere

5、sonance．Inordertoguaranteethedetectingprecision，theentirecollimatormaximumstaticdeformationshouldbelessthanO．35mm．First,makethestaticanalysisandmodalanalysisfortheinitialstructureofcollimator,identifytheoptimizationproblemandestablishtheoptimizationp

6、lan．Second，makethedynamicsandstaticsoptimizationforeachpartsgroupbasedonthesoRwareMSC．Patran—Nastranandtheideaofintegratedoptimization．Atlast，makefiniteelementanalysisfortheassemblycollimatorafteroptimizationandassesstheoptimaldesignresults．Aftertheo

7、ptimization，thefirstfrequencyofeverypartismuchgreaterthan50Hz，thestaticdeformationoflightguidearmisdecreasedfrom1．35mmtoO．345mm．atthesametime，themaximumstaticdeformationofthemainreflectoriSreducedfrom0．475mmto0．279．Insummary,accomplishthedynamicsands

8、taticsoptimaldesignforthelarge·aperturecollimatorwiththecomputeraidedtechnique，thesealsohasanexplorationandattemptintheopticalstructuredesignwithoptimizationtechnique．Keywords：collimatormodalanalysisfiniteelementanalysisoptimizationdesign。目录摘要ABSTRAC