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結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué) 的分析
點擊次數(shù)：3616 更新時間：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圖像質(zhì)量造成負面影響時，還能讓光電傳感器怎樣地準(zhǔn)確對焦呢？在太空環(huán)境中這一問題會更加嚴(yán)重，那里有的熱環(huán)境，而且一旦設(shè)計出現(xiàn)缺陷，無法做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)計分析。事實上，與其說是解決方案到不如說是有待實現(xiàn)的目標(biāo)，因為到真正的集成設(shè)計評估還有很多障礙。 為實現(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)域的問題都被忽略了，而這些問題在每一學(xué)科的CTOS（商業(yè)現(xiàn)成的）工具中都是zui基本的。因此，盡管一體化方法對系統(tǒng)工程師的概要設(shè)計有用，它在后續(xù)的設(shè)計階段卻無法沿用，那里每一學(xué)科的技術(shù)都須深入利用，而不能過度簡化。 20世紀(jì)90年代末，C&R公司領(lǐng)導(dǎo)了NASA SBIR開拓計劃（"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，同時兼顧每一工程專業(yè)的特殊人才和熱門工具。除C&R的Thermal Desktop®外，Sigmadyne的Sigfit®和ORA的Code V®也參與了軟件設(shè)計。計劃取得了重大成功，包括zui早的運用CTOS軟件的自動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，比如向獨立生成的結(jié)構(gòu)模型的自動映射以及外部命令行參數(shù)化操作，都是由該計劃的一部分發(fā)展而來。 然而，OptiOpt計劃假設(shè)各學(xué)科均由相同的CAD模型出發(fā)建立各自獨立的模型（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)科的知識和經(jīng)驗以供設(shè)計團隊中的其他人共享。這意味著除了光具座設(shè)計上的局部尺寸改動外，任何信息都必須在設(shè)計團隊中人工傳遞，且互通設(shè)計數(shù)據(jù)的工作也需要隨每一次改動人工重新驗證。 由Aerospace Corporation和Comet Solutionszui近完成的一項計劃在集成STOP分析的理念上取得了重要進展。在兼顧每一學(xué)科專門技術(shù)和軟件（值得注意的是，這些軟件同樣用于OptiOpi計劃：Thermal Desktop, Sigfit和Code V）的同時，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)科方法融入核心計劃反而意味著設(shè)計方案的改動更易于采納。團隊級的多學(xué)科設(shè)計活動不單被允許，且更受鼓勵：各學(xué)科均能容易地獲得其子系統(tǒng)改動（如材料選擇、加熱器位置、支桿尺寸）對關(guān)鍵任務(wù)目標(biāo)—圖形質(zhì)量所造成的效果。 |
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