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結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué) 的分析
點(diǎn)擊次數(shù)：3713 更新時(shí)間：2012-10-19
| 結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué) 的分析 |
| STOP和Go 當(dāng)光具座上鏡頭、鏡片和支撐件的輕微溫度變化都對(duì)圖像質(zhì)量造成負(fù)面影響時(shí)，還能讓光電傳感器怎樣地準(zhǔn)確對(duì)焦呢？在太空環(huán)境中這一問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重，那里有的熱環(huán)境，而且一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)缺陷，無(wú)法做zui后校準(zhǔn)。 解決方案是STOP：結(jié)構(gòu)（S）/熱（T）/光（OP）的集成設(shè)計(jì)分析。事實(shí)上，與其說(shuō)是解決方案到不如說(shuō)是有待實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，因?yàn)榈秸嬲募稍O(shè)計(jì)評(píng)估還有很多障礙。 為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)已做了許多嘗試。較早的方法是創(chuàng)建一個(gè)能做初步光學(xué)分析、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和熱力學(xué)分析的單一設(shè)計(jì)工具。“初步”意味著為創(chuàng)建一體化工具特定于每一工程領(lǐng)域的問(wèn)題都被忽略了，而這些問(wèn)題在每一學(xué)科的CTOS（商業(yè)現(xiàn)成的）工具中都是zui基本的。因此，盡管一體化方法對(duì)系統(tǒng)工程師的概要設(shè)計(jì)有用，它在后續(xù)的設(shè)計(jì)階段卻無(wú)法沿用，那里每一學(xué)科的技術(shù)都須深入利用，而不能過(guò)度簡(jiǎn)化。 20世紀(jì)90年代末，C&R公司領(lǐng)導(dǎo)了NASA SBIR開(kāi)拓計(jì)劃（"OptiOpt™"），以期能夠克服結(jié)構(gòu)、熱和光學(xué)領(lǐng)域之間模型轉(zhuǎn)換的困難，同時(shí)兼顧每一工程專業(yè)的特殊人才和熱門(mén)工具。除C&R的Thermal Desktop®外，Sigmadyne的Sigfit®和ORA的Code V®也參與了軟件設(shè)計(jì)。計(jì)劃取得了重大成功，包括zui早的運(yùn)用CTOS軟件的自動(dòng)STOP優(yōu)化（參看出版物：Integrated Analysis of Thermal/Structural/Optical Systems 和 Automated Multidisciplinary Optimization of a Space-based escope）。現(xiàn)在Thermal Desktop的一些非常通用的特性，比如向獨(dú)立生成的結(jié)構(gòu)模型的自動(dòng)映射以及外部命令行參數(shù)化操作，都是由該計(jì)劃的一部分發(fā)展而來(lái)。 然而，OptiOpt計(jì)劃假設(shè)各學(xué)科均由相同的CAD模型出發(fā)建立各自獨(dú)立的模型（該模型的數(shù)據(jù)之后必須與其它模型交換）。模型構(gòu)建的集中管理并不存在，且未嘗試獲取每一學(xué)科的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以供設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中的其他人共享。這意味著除了光具座設(shè)計(jì)上的局部尺寸改動(dòng)外，任何信息都必須在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中人工傳遞，且互通設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的工作也需要隨每一次改動(dòng)人工重新驗(yàn)證。 由Aerospace Corporation和Comet Solutionszui近完成的一項(xiàng)計(jì)劃在集成STOP分析的理念上取得了重要進(jìn)展。在兼顧每一學(xué)科專門(mén)技術(shù)和軟件（值得注意的是，這些軟件同樣用于OptiOpi計(jì)劃：Thermal Desktop, Sigfit和Code V）的同時(shí)，Comet軟件*地起用了早先“一體化”建模環(huán)境的理念：集中式模型開(kāi)發(fā)。 Comet允許各學(xué)科參與到共同的CAD環(huán)境中，恰如所需地標(biāo)記一中心繪圖以引導(dǎo)熱、結(jié)構(gòu)和光模型的生成。富于經(jīng)驗(yàn)的工程師的*技巧和工具不致陷入一成不變的求解方案，將各學(xué)科方法融入核心計(jì)劃反而意味著設(shè)計(jì)方案的改動(dòng)更易于采納。團(tuán)隊(duì)級(jí)的多學(xué)科設(shè)計(jì)活動(dòng)不單被允許，且更受鼓勵(lì)：各學(xué)科均能容易地獲得其子系統(tǒng)改動(dòng)（如材料選擇、加熱器位置、支桿尺寸）對(duì)關(guān)鍵任務(wù)目標(biāo)—圖形質(zhì)量所造成的效果。 |
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