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結構力學、熱學和光學 的分析
點擊次數：3621 更新時間：2012-10-19
| 結構力學、熱學和光學 的分析 |
| STOP和Go 當光具座上鏡頭、鏡片和支撐件的輕微溫度變化都對圖像質量造成負面影響時，還能讓光電傳感器怎樣地準確對焦呢？在太空環境中這一問題會更加嚴重，那里有的熱環境，而且一旦設計出現缺陷，無法做zui后校準。 解決方案是STOP：結構（S）/熱（T）/光（OP）的集成設計分析。事實上，與其說是解決方案到不如說是有待實現的目標，因為到真正的集成設計評估還有很多障礙。 為實現這一目標已做了許多嘗試。較早的方法是創建一個能做初步光學分析、結構力學分析和熱力學分析的單一設計工具。“初步”意味著為創建一體化工具特定于每一工程領域的問題都被忽略了，而這些問題在每一學科的CTOS（商業現成的）工具中都是zui基本的。因此，盡管一體化方法對系統工程師的概要設計有用，它在后續的設計階段卻無法沿用，那里每一學科的技術都須深入利用，而不能過度簡化。 20世紀90年代末，C&R公司領導了NASA SBIR開拓計劃（"OptiOpt™"），以期能夠克服結構、熱和光學領域之間模型轉換的困難，同時兼顧每一工程專業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優化（參看出版物：Integrated Analysis of Thermal/Structural/Optical Systems 和 Automated Multidisciplinary Optimization of a Space-based escope）。現在Thermal Desktop的一些非常通用的特性，比如向獨立生成的結構模型的自動映射以及外部命令行參數化操作，都是由該計劃的一部分發展而來。 然而，OptiOpt計劃假設各學科均由相同的CAD模型出發建立各自獨立的模型（該模型的數據之后必須與其它模型交換）。模型構建的集中管理并不存在，且未嘗試獲取每一學科的知識和經驗以供設計團隊中的其他人共享。這意味著除了光具座設計上的局部尺寸改動外，任何信息都必須在設計團隊中人工傳遞，且互通設計數據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。在兼顧每一學科專門技術和軟件（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”建模環境的理念：集中式模型開發。 Comet允許各學科參與到共同的CAD環境中，恰如所需地標記一中心繪圖以引導熱、結構和光模型的生成。富于經驗的工程師的*技巧和工具不致陷入一成不變的求解方案，將各學科方法融入核心計劃反而意味著設計方案的改動更易于采納。團隊級的多學科設計活動不單被允許，且更受鼓勵：各學科均能容易地獲得其子系統改動（如材料選擇、加熱器位置、支桿尺寸）對關鍵任務目標—圖形質量所造成的效果。 |
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