多工况下经纬仪基座拓扑优化设计

作者：吴迪; 王冲; 陈苡生; 王强龙; 王晓明

来源：长春理工大学学报(自然科学版), 2020, 43(04): 63-111.

• 三点支撑
• 基座
• 多工况
• 拓扑优化

基座刚度对经纬仪垂直轴系晃动误差影响较大,垂直轴系晃动误差同时影响水平轴系误差以及光轴指向误差,进而影响经纬仪跟踪精度。经纬仪在跟踪过程中转台在基座上连续转动,光学系统的质量经过立柱传递到基座上的载荷位置不断变化,现有的圆周对称基座结构在三点支撑条件下,因为变形不均匀造成垂直轴系晃动误差较大。采用拓扑优化方法中的固体各向同性材料惩罚模型方法(SIMP),得到基座在综合考虑多种工况情况下的材料最佳分布。仿真分析对比现有基座结构和优化的基座结构的重量和最大轴向变形。拓扑优化产生的材料分布可以指导基座优化设计,改善极端工况下变形不一致情况,降低经纬仪垂直轴系晃动误差。

• 单位
  中国科学院研究生院; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所