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基于验证相机方案设计的复杂需求,本文旨在建立一种研究方法,对各个重要影响因素进行综合分析考虑。
首先,在研究空间红外相机内部组件结构的基础之上,对其模型化的复杂程度进行了归纳,对建模中的重要注意事项进行了阐述,研究了如何建立正确的分析模型。对热分析和结构分析建模的差异进行了分析,对系统级复杂模型中各零件的连接方式进行了模拟方法的研究和验证,为集成分析打下了坚实的模型基础。
其次,由于分析任务中包括了光、机、热等多学科的内容,本文对各物理场分析之间的数据传输接口进行了研究。数据接口包括:从热分析到结构分析的数据接口;光学元件刚体位移数据分离处理接口;从结构分析到光学分析的数据接口。
最后,以仪器中的双扫系统和主望远镜系统为应用实例,全局考虑温度场分布的周期变化,分析其对系统性能的影响。应用本文研究的数据接口和算法,使用本文建立的分析流程,得到了大量系统参数的变化规律。验证了分析方法的可行性。
本文创新点:
1.运用了系统级有限元分析的概念,研究并验证了系统中各零件之间典型连接方式的建模方法,阐述了系统级分析在设计阶段的重要性。
2.在光机热集成分析中使用整机热分析结果作为边界条件,扩充了集成分析的内涵,综合考虑了环境影响因素,完善了分析流程。
3.根据温度场映射的特点,使用空间搜寻控制点的算法,编制了热—机数据接口程序,保证了插值后温度场的准确性。
使用本文的分析方法,对空间红外相机的设计工作重要的指导意义,可以得到许多系统参数的规律性结论,可以指引设计方案修改的方向。这样的思路和分析方法具有较高的价值,值得在空间相机的方案设计阶段中推广应用。