Mirrorganize Optical Technology (Foshan) Co.,Ltd

Mirrorganize Optical Technology (Foshan) Co.,Ltd

Топологическая оптимизация легкого алюминиевого зеркала

2025 01/17

Алюминиевые зеркала широко используются в спутниках аэрокосмической и пространственной дистанционной зондирования. Чтобы улучшить легкую скорость алюминиевых зеркал и снизить стоимость запуска коммерческих спутников дистанционного зондирования, было разработано легкое алюминиевое зеркало с открытой спинкой, треугольной структурой отверстия и поддержкой с тремя точками. Основываясь на этой структуре, во -первых, с минимальной массой в качестве объектива оптимизации, толщиной и расположением жесткости на задней части зеркала в качестве объекта оптимизации и минимальной гибкости в качестве ограничения отклика, метод конечных элементов использовался для Оптимизируйте размер толщины жесткости на задней части зеркала и оптимизация топологии макета жесткости, а легкая скорость алюминиевого зеркала превысила 63%. Затем приспособление было разработано для проведения теста на поворот алмаза. Наконец, точность формы поверхности зеркала была измерена лазерным интерферометром. Точность поверхности PV (пик до долины) может достигать 1,48 мкм, что может соответствовать требованиям коммерческих спутников дистанционного зондирования.

Ni-P Alloy aspheric mirror

Топологическая оптимизация - это математический метод, который направлен на то, чтобы найти оптимальное распределение материала в данном пространстве проектирования для достижения конкретных механических или физических свойств. Для легких алюминиевых зеркал основной целью является снижение веса при сохранении или даже улучшении оптических характеристик зеркала.

Distribution of support holes on back of mirrorStructures of different lightweight hole mirrors

Процесс топологической оптимизации для алюминиевых зеркал обычно начинается с создания модели конечных элементов. Определено пространство дизайна, которое включает в себя области, где можно изменить структуру зеркала. Граничные условия и нагрузки, такие как гравитационные силы, тепловые нагрузки и механические напряжения во время работы, тщательно рассматриваются.

Comparison of triangle, sector and square structures
Алгоритм оптимизации затем итеративно регулирует распределение материалов в пространстве проектирования. Он удаляет материал из областей, где он меньше способствует производительности зеркала и усиливает области, которые имеют решающее значение для поддержания необходимой жесткости и точности поверхности. Этот итеративный процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнут оптимальный дизайн.
Image of topology optimization results
Изображение результатов оптимизации топологии

Одним из значительных преимуществ топологической оптимизации в легких алюминиевых зеркалах является улучшение точности поверхности зеркала. Оптимизируя распределение материалов, зеркало может лучше противостоять внешним силам и термическим изменениям, что приводит к более стабильной оптической поверхности. Это важно для таких приложений, как астрономия, где требуется высокая точная визуализация.

Другим преимуществом является снижение производственных затрат. Используя топологическую оптимизацию, количество материала, используемого в зеркале, может быть сведено к минимуму без жертвоприношения производительности. Это не только снижает стоимость сырья, но и в некоторых случаях упрощает производственный процесс.

3D model after topology optimization

3D -модель после оптимизации топологии

В заключение топологическая оптимизация предлагает многообещающий подход для разработки легких алюминиевых зеркал. Это обеспечивает создание более эффективных, точных и эффективных зеркальных структур, которые, несомненно, будут способствовать разработке различных оптических применений.

MG-Optics профессиональ в области легкого производства и полировки алюминиевого зеркала. Просто отправьте нам свои требования, мы предложим вам проектирование и цитату.