1 长春理工大学 机电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
为了保证平背伺服摆镜的镜面精度和支撑刚度，设计了一种周边柔性支撑的方案，通过对摆镜与镜座粘接处机械结构进行切口处理形成铰链结构，降低结构刚度，减小结构变形产生应力的影响。由于摆镜形状、粘接点位置、柔性支撑结构参数较多，并且相互耦合，首先采用正交实验法对摆镜主要参数进行分析与优化，确定摆镜形状尺寸参数和粘接点位置，随后优化设计摆镜柔性支撑结构。仿真分析和实验表明，采用该周边柔性支撑后，摆镜组件一阶频率为446.66 Hz，在±5 ℃温升（温降）和标准地球重力共同作用下，最大面形误差RMS为λ/42.87，能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。随后使用 ZYGO 干涉仪在 (23±5) ℃ 温度范围内对加工装配后的摆镜面形进行检测，结果表明，摆镜面形PV值优于λ/5.1，RMS优于λ/43.28，满足 RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明，柔性支撑参数设计可靠，满足使用要求。
激光通信 柔性支撑 正交优化 周边支撑 摆镜 laser communication flexible support orthogonal optimization peripheral support pendulum mirror 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230336
1 长春理工大学 机电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
为保证单反式光端机指向捕获跟踪（Pointing, acquisition and tracking, PAT）时反射镜在恶劣空间环境下的面形精度，设计了一种底面开槽的柔性支撑结构。由于柔性支撑结构参数较多，为避免各参数之间严重耦合，采用正交优化方法对柔性支撑结构进行参数优化设计，再利用有限元方法对反射镜组件进行热力学特性分析。仿真分析结果表明，反射镜组件一阶频率为352.61 Hz，在1g重力和10 ℃温升（温降）共同作用下的最大面形误差RMS为λ/54.79(λ=623.8 nm)，能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。使用ZYGO干涉仪在(20±10) ℃温度范围内对反射镜面形进行检测，结果表明，反射镜面形PV值优于λ/6，RMS优于λ/43，满足RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明，柔性支撑参数设计可靠，满足使用要求。
激光通信 反射镜 柔性支撑 正交优化 参数化设计 laser communication mirror flexible support orthogonal optimization parametric design 红外与激光工程
2020, 49(4): 0414003
1 湖南农业大学食品科学技术学院, 湖南 长沙410128
2 食品科学与生物技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙410128
为提高马铃薯挤压重组米品质, 选用单甘酯、海藻酸钠和瓜尔豆胶作为品质改良剂, 以马铃薯挤压重组米综合评分为评价指标, 通过单因素试验和正交试验优化得到马铃薯挤压重组米品质改良剂配方。结果表明: 3种改良剂对马铃薯挤压重组米品质影响的大小顺序为: 瓜尔豆胶>单甘酯>海藻酸钠; 最佳品质改良剂配方为: 单甘酯添加量0.3%, 海藻酸钠添加量0.4%, 瓜尔豆胶添加量0.4%。此时马铃薯挤压重组米综合评分可达85.97, 明显高于对照样品的综合评分72.80, 说明此品质改良剂能够明显提高马铃薯挤压重组米的品质。
马铃薯挤压重组米 品质改良剂 配方 正交优化 restructured potato rice quality improver formulation orthogonal optimization
华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
为了提高发光二极管(LED)的散热能力, 基于烟囱效应, 在传统太阳花散热器外侧加装圆筒壁, 形成特殊的烟囱结构。运用Solidworks软件构建三维模型, 用其插件Flow Simulation进行热仿真, 并以散热器翅片数12个、最大直径70 mm、高度40 mm为基础模型参数, 进行优化研究。研究表明, 在翅片数为20个、最大直径为85 mm、高度为65 mm时, LED圆筒太阳花散热器的散热效果最好。此时, LED的最高温度为48.98 ℃, 比优化前降低了13.05 ℃。当功率为8, 12, 16, 19 W时, LED芯片的最高温度都满足LED工作的安全要求。对功率为8 W的LED散热器样品的实验测试结果表明, 4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.8%, 在允许范围内, 验证了研究的正确性。在功率为32 W时, 配备圆筒太阳花散热器的芯片最高温度仍满足低于125 ℃的技术要求, 并比配备传统太阳花散热器的芯片温度低6.44 ℃。所设计的LED圆筒太阳花散热器为解决大功率LED散热问题提供了一个新的途径。
光学器件 散热 圆筒太阳花散热器 正交优化 烟囱效应 最高温度 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 092303
1 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130022
为保证GEO激光通信系统主镜的面形误差、主镜组件的结构刚度满足设计要求, 需要进行主镜组件结构参数优化设计。由于组件的结构参数较多,为避免参数之间重复优化, 提高优化设计效率,采用正交优化方法,用9种结构参数组合完成全部81种参数组合的主镜优化设计, 保证了1 g重力、2 ℃径向温差分别作用时的面形误差RMS值满足RMS≤λ/50(λ=632.8 nm)的面形精度要求, 并且改善了5 ℃均匀温升作用下的面形误差RMS值; 在此基础上,进行了柔性支撑优化设计。仿真分析表明,主镜组件一阶频率为213 Hz, 高于要求的200 Hz固有频率,主镜在1 g重力、2 ℃镜体径向温差和5 ℃均匀温升共同作用下的最大面形误差为10.78 nm, 满足面形精度要求。经实验测试: 5℃均匀温升的面形误差RMS值为7.27 nm, 优于设计要求。优化设计为主镜组件的设计、加工、装校提供了技术支撑。
激光通信 主镜面形误差 正交优化 laser communication primary mirror surface error orthogonal optimization 红外与激光工程
2016, 45(12): 1218004
