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题名热像仪的光轴热稳定性仿真及拓扑优化研究
被引量：2
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作者
李晶
董树林
金宁
杨开宇
杨丹
徐曼
普龙
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机构
昆明物理研究所
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期94-100,共7页
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文摘
热成像仪由于工作环境较为恶劣,且自身发热量较大,容易导致热像仪光轴发生热偏移,严重影响其瞄准性能。为了提高红外热像仪的光轴热稳定性,以某型热像仪光轴敏感部件——折转镜为主要研究对象,研究其在不同环境温度条件下的光轴变化情况,并通过构建折转镜的有限元仿真模型以及试验测试系统,获得与试验数据一致性较好的有限元模型;以此为基础,采用基于变密度法的拓扑优化仿真技术,以刚度最大化为设计目标,以体积分数为约束,对折转镜座进行了拓扑优化设计。通过试验测试得出,优化设计的折转镜座的光轴高温偏移量由46.1″减小到25.5″,减小了44.7%,折转镜座的光轴低温偏移量由92.9″减小到51.0″,减小了45.1%,极大地提高了折转镜的光轴热稳定性。最后,将优化后的折转镜安装到某型热像仪中进行整机试验测试,热像仪整机的高温光轴偏移量由0.461 mrad减小到0.340 mrad,下降了26.2%,低温光轴偏移量由0.485 mrad减小到0.296 mrad,下降了39.0%,证明了仿真与拓扑优化模型的可行性与有效性,为后续红外热像仪整机的轻量化设计与性能提升奠定了基础。
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关键词
结构设计
拓扑优化
红外热像仪
折转镜
光轴热稳定性
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Keywords
structural design
topological optimization
infrared imager
reflective mirror
thermal stability of the optical axis
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分类号
V241.02
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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