Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Провисание зеркал под собственным весом  (Прочитано 25662 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
Вот это тему подняли! Тут не один "кирпич" можно написать, а у Вас уже все программно реализовано
Спасибо за участие в теме.

Вчитайтесь: пока ProMir стоит на пластине, всё остальное ещё впереди.
А программа, действительно уже есть и она работает: PLOP, и само её существование вдохновляет... в отличие от "каменщиков", которых Вы упомянули и которых, пока погружался в проблему, уже "учитался".
« Последнее редактирование: 11 Фев 2017 [08:07:36] от ekvi »

Оффлайн VVY

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от VVY
PLOP, и само её существование вдохновляет... в отличие от "каменщиков", которых Вы упомянули и которых, пока погружался в проблему, уже начитался
Владимир Ильич, если эта тема создана только для описания процесса, то так сразу и говорите. Однако, предоставление доступа к программе предполагает и вопросы со стороны пользователей.
Читаем в help-е к программе:
"Принципиальным же решением проблемы устранения прогибной асферичности является создание такого профиля в сечении зеркала, когда оно прогибается по сфере, без образования асферической составляющей. Это достигается приданием тыльной поверхности зеркала формы сферы с кривизной соответствующего радиуса R2".
"Чтобы оценить влияние волновой ошибки, вносимой системой разгрузки зеркала, на качество изображения оптической системы необходимо..."
"Анализ рисунка 10 приводит к однозначному выводу: даже жёсткое крепление зеркала за отверстие даёт недопустимо большие искажения."

Т.е. Вы сразу декларируете ТРИ цели, которых хотите достичь в ProMir - оптимизация профиля зеркала, оптимизация разгрузки, оценка погрешностей формы. Это так?
"Каменщики" на такое даже не покушались :-\

P.S. А PLOP так и останется PLOP-ом, т.к. если его развивать, то придется переименовывать в Ansys. К слову, программа такого типа уже есть.
Но в НАСА, не у нас. Её автор пошел по другому пути - программа по сути представляет пре-процессор для более тяжеловесных FEM-пакетов.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
В точку.
Вопрос nolv-а понимался двусмысленно, и ответ был дал для основного значения "асферическое зеркало".

Что касается приведённых Вами осесимметричных профилей, то их решение мне представляется тривиальным (см. 1е сообщение, где добавлена преамбула). В Приложении к Курсу лекций по ОФООП https://yadi.sk/d/OVQa3N0qCqdMr приведена такая программа.
Помимо пластин, в арсенал программы ProMir введён алгоритм расчёта пологих оболочек на основе функций Бесселя, который сейчас решает задачу прогиба линз (первые три профиля из вашей иллюстрации), а в дальнейшем будет подключен в программе к решению задач с остальными профилями. И не обязательно мною, а идущими вослед.
Даже если будет получена точность в пределах 10 - 15%, то для ЛА  - при знании знака ошибки - это предел мечтаний.
Перфорацию, многослойность, ортотропность, точность до 1%  и пр. изыски давайте оставим "каменщикам".
Т.е. Вы сразу декларируете ТРИ цели
... и все 3 достигнуты в процитированном Вами фрагменте - для конкретной задачи.
Но в НАСА, не у нас.
Вот это-то и подвигает ...
Но сегодня для меня камнем преткновения встало внеосевое воздействие контактной силы: им сейчас и занят.
« Последнее редактирование: 12 Фев 2017 [13:11:10] от ekvi »

Оффлайн VVY

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от VVY
Даже если будет получена точность в пределах 10 - 15%, то для ЛА  - при знании знака ошибки - это предел мечтаний.
А если со знаком не угадали? Простите мою назойливость, но F/D=8 - это же Ньютон. Если говорим о креплении зеркала за центральное отверстие, то, очевидно, подразумеваем кассегреноподобные системы. В них, если без экстремизма, F/D ~ 2.5-4 для ГЗ. Тогда допущение о незначительной разнице в прогибах для плоско-параллельной пластины и вогнутой становится совсем уж сомнительным. Отсюда вопрос - зачем пытаться анализировать напряженно-деформированное состояние c погрешностью 10-15%, если любой МКЭ-пакет сделает это с погрешностью в 0%. Для любой формы зеркала и его пространственного положения. И необязательно иметь дорогущие профессиональные программы, есть же CalculiX.
К.м.к. более интересным было бы иметь возможность в РОС импортировать данные расчетов из таких программ. Т.е. на входе имеем круговой массив координат точек, описывающих положение исходной (недеформированной) отражающей поверхности - и соответствующий массив после деформации. Загоняем в РОС и оцениваем деформацию волнового фронта. Таким образом можно абстрагироваться от конкретных проблем с оптимизацией формы и разгрузки, оставив их решение известным вычислительным "монстрам", коих сейчас предостаточно.
И не обязательно мною, а идущими вослед.
Поколение "Pepsi"? Или поколение "Pampers"?(сам-то я из "pre-Pepsi"). Они не писатели, они читатели. Поэтому вся надежда на мэтров - у Вас есть и знания, и опыт.

Оффлайн VVY

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от VVY
Основной трудностью является определение внеосевого  воздействия точечных опор
Не совсем понятно, что имеется в виду?

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
если без экстремизма
1 : 8 было взято для убедительности малости стрелки.
Не знаю, как кто, но я себе не представляю ГЗ без отверстия - хоть ньютон, хоть кассегрен: для меня это - нонсенс.
если любой МКЭ-пакет
если дадите исходники ядра, то можно успокоиться на достигнутом.
Ведь для чего нужны исходники? - чтобы "не ждать милости от ...", а мгновенно перестраивать софт под злобу дня.
Загоняем в РОС
Да это на раз-два: как и Земакс-а в своё время.

что имеется в виду?
У Тимошенки (а вослед за ним, и у Вайнбергов) имеются решения в cos-рядах для внеосевой силы, действующей в плане на пластину. Но только для жёстко или свободно ОПЁРТОГО края, и нет для свободного края. Эта сила (точнее, для равновесия. - не менее 3х) возникает при установке зеркала на опорные точки в разгрузочной системе Гребба. Я попытался применить указанное решение, но результаты, естественно оказались лживыми.
Пришлось заняться МКР-МКЭ, но там свои "мячики". Причём интересующая информация - либо свалена без комментариев, либо написана на умерших (и на мёртворождённых) языках. Вот и приходится под улюлюканье пэпсирующего поколения расхлебывать недоработки своих коллег.
Вот так ... приблизительно.

PS.
Замечу, что не всё в "хирасиме 1990х" погибло , кое-кому удалось сохраниться. Сегодня они ершатся, но это - хороший признак: когда они осознают суть своих возражений, то сосредоточатся и - никуда не денутся! - продолжат.
« Последнее редактирование: 12 Фев 2017 [13:19:44] от ekvi »

Оффлайн Alex_6619

  • *****
  • Сообщений: 1 075
  • Благодарностей: 43
    • Сообщения от Alex_6619
ekvi, было бы хорошо добавить в программу расчёт пластины, опертой по контуру и по концентрической
окружности, под действием равномерно распределенной нагрузки(стр. 49 у Вайнбергов).
Хорошая вещь компьютер...Посидел пять минут-полтора часа прошло....

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
добавить в программу расчёт пластины, опертой по контуру и по концентрической
окружности
Когда увидел эту схему, тоже обрадовался: как было бы хорошо сделать разгрузку на 2 кольца?! - это, наверное, было бы эффективнее, чем на несколько точек греббавской разгрузки.
Но схема получается статически неопределимая, поэтому механики и не получили решения в замкнутом виде (в виде готовой формулы), поэтому и у Вайнбергов указан расчёт прогиба только для внутреннего кольца (см. илл.)
Так что остальную часть прогиба можно увидеть только после освоения метода конечных элементов (МКЭ), над чем сейчас и корпею.

PS.
Разгрузка на кольцо предполагает учёт 3х моментов:
1. Если не притирать кольцо к ГЗ, контакт между ними всегда будет в 3х точках, причём асимметрично.
2. Если не притирать, придётся делать кольцо подрезанным, что усложняет способ.
3. Каждое кольцо "тянет на себя одеяло", требуется точная, "деликатная" оптимизация, поиск баланса в расположении колец.
В итоге возникают сомнения в целесообразности такой схемы разгружения.
« Последнее редактирование: 12 Фев 2017 [13:22:38] от ekvi »

Оффлайн VVY

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от VVY
внеосевой силы, действующей в плане на пластину

Видимо, под внеосевой силой подразумевается опорная реакция на пятаках разгрузки(3r.jpg)? Такой в справочниках не найдете. Тут только МКР.
По предложенной 2-х кольцевой в несколько более развернутом виде - в приложении (selke1970).

Пришлось заняться МКР-МКЭ

По выражению одного из форумчан: "Горячо, неистово рукопожимаю!!!". Но сразу вспоминается и другое: "И если ты долго смотришь  в пропасть...". Memento mori... :'(

либо написана на умерших (и на мёртворождённых) языках

Не обижайте Fortran. Ядро "самогО" Ansys-а написано на F95.

Оффлайн IgorR

  • ****
  • Сообщений: 297
  • Благодарностей: 22
    • Сообщения от IgorR
Но речь ведь не об авторе упомянутой обзорной статьи, а о слепом применении ошибочного решения. Надеюсь, никто не будет против такого применения представленных здесь результатов?

Вопрос что именно считать ошибочным. Расчёт прогибов ведь не панацея! Зеркало ещё изготовить надо... Можно ведь посчитать самый лёгкий наиоптимальнейший вариант, который будет держать только собственный вес. И который никогда не изготовить будет. Тем более, любителю.
Решение не было оптимальным. Это всем очевидно было ещё тогда. Но оно было технологически оправданным. Сделать зеркало в виде мениска, ограниченного сферическими поверхностями - проще простого. Главное, чтобы оно не гнулось больше, чем нужно. И это - работало!!!
А "блох ловить" можно и до бесконечности. :) Вопрос - где остановиться? Какая жёсткость зеркала необходима с точки зрения технологии?

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
Видимо, под внеосевой силой подразумевается опорная реакция на пятаках разгрузки(3r.jpg)?
Да, это имелось в виду.
в несколько более развернутом виде - в приложении (selke1970).
Премного благодарен!
Вникну в детали позже, но судя по схеме, придётся изощряться и как-то вычитать реакцию кольцевой опоры на краю.
"И если ты долго смотришь  в пропасть..."
Один признался: "пришлось развестись с женой и т.д. и т.п."
У нас был принцип: сдал сопромат - можешь жениться. Главное - не нарушать подобных принципов.
Не обижайте Fortran.
Имелись в виду Algol, особенно PL/1.
О Fortran-е - особый разговор, не будем будоражить ортодоксов и поклонников "лидеров "цивилизации" ".
« Последнее редактирование: 13 Фев 2017 [11:14:44] от ekvi »

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
Сделать зеркало в виде мениска, ограниченного сферическими поверхностями - проще простого. Главное, чтобы оно не гнулось больше, чем нужно.
Уже сейчас в программе ProMir можно увидеть: облегченное с края зеркало имеет прогиб в центре не более цельного (запустите программу с ключом Lens) - именно потому, что оно стало легче.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
Продолжу своё "изложение".
Оценим влияние центрального отверстия на величину прогиба зеркал.
Установим в программе ProMir переключатель «Np» в положение «1kh» - одно кольцо + hole (отверстие), а в редакторе «D0» (диметр отверстия) введём значение «1.0», то есть почти полное отсутствие центрального отверстия в зеркале.
Нажимаем кнопку «toCalc», получаем (1я илл.):
ProPV = 543.53 нм.
Затем в редакторе «D0» вводим Ф80 мм, запускаем программу на счёт, получаем (2я илл.):
ProPV = 599.87 нм – прогиб увеличился более, чем на 50 нм.
Наконец, в редакторе «D0» вводим Ф160 мм, запускаем программу на счёт, получаем (3я илл.):
ProPV = 604.5 нм – прогиб незначительно увеличился (менее, чем на 5 нм).

Полученный результат объясняется следующими соображениями.
Появление центрального отверстия сильно ослабляет пластину, увеличивая её прогибную податливость. Однако наибольшую
податливость имеет именно центральная часть пластины, а её отсутствие – даже при сильном ослаблении пластины центральным отверстием – уже не сказывается на величине суммарного прогиба, отсчёт которого - при наличии отверстия - ведётся уже не из центра зеркала, а от кромки отверстия - к краю.
« Последнее редактирование: 14 Фев 2017 [08:55:36] от ekvi »

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
Теперь рассмотрим, насколько сильно влияние точечной разгрузки - в сравнении с зональной ошибкой - на качество изображения.
Запускаем программу PLOP и зеркало Ф480х38 мм разгружаем на 9 точек. Получаем (1я илл.): 
PV = 42.7 нм.
В программе РОС на панели «Волновая ошибка dW» (2я илл.) вводим в редакционное окно Wmx = AsfPV*2*5 = 0.0427*2 = 0.0854 мкм), а в окне «Nволн / Ф» указываем 9 – число опорных точек. Получаем (3я илл.):

Точечная разгрузка, несмотря на свою локальность и кажущуюся малость по охвату площади входного зрачка, оказывает, в силу своей многочисленности и амплитуды, не менее действенное, чем зональная, влияние на качество изображения.
« Последнее редактирование: 14 Фев 2017 [08:59:22] от ekvi »

Оффлайн Клевцов Юрий Андреевич

  • *****
  • Сообщений: 1 209
  • Благодарностей: 117
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Клевцов Юрий Андреевич
Владимир Ильич! Будьте так добры уделите внимание тому, как Вы тестируете ваши программы?
Может ли ваша программа считать прогибы зеркала под различными углами к горизонту? Можно ведь
оптимизировать форму задней поверхности так чтобы сфера оставалась сферой, парабола - параболой и т.д.,
но что будет, если это оптимизированное в горизонте зеркало повернуть на какой-либо угол? Не появятся при этом
на нём несимметричные ошибки? Мне кажется, появятся, и тогда возникает вопрос их величины и оптимизации.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
считать прогибы зеркала под различными углами к горизонту?
Хоть развод мне уже давно не страшен, но всё же придётся осваивать МКЕ: попробуйте в ПЛОПЕ получить ответ на свой вопрос, и вы увидите, что даже профессионалы здесь скользят, как корова на льду.
Не появятся при этом на нём несимметричные ошибки? Мне кажется, появятся
- конечно, вне сомнений! Хотя жёсткость зеркала с ребра на 4 порядка выше, чем в плане. Но Вы ведь должны помнить - и слова, и мелодию - о том, что "... всё ещё впереди!"

« Последнее редактирование: 13 Фев 2017 [15:22:16] от ekvi »

Оффлайн VVY

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от VVY
Вот все, что Вы хотели знать про многоточечную разгрузку зеркала (Грёбба), но боялись спросить :-X (nelson1982.part1...3.rar)
Точечная разгрузка, несмотря на свою локальность, оказывает, в силу своей многочисленности, не менее действенное, чем зональная, влияние на качество изображения.
Ниасилил. Плохо? Или хорошо? Наверное, пора определиться с критериями. Например, какую деформацию поверхности (в λ/...) считать допустимой? Вы согласны с цифрами, приведенными выше (0,01-0,035мкм)?

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
Наверное, пора определиться с критериями.
Просмотрел работу Нэльсона: и он - о том же, когда получает разные конфигурации разгрузки для одного и того же критерия.
На форуме уже многие (и давно) осознали: сколь бы ни был сложно устроен одно-численный критерий - рано или поздно он даст осечку.
Уж больно свободолюбива, своенравна и капризна эта дама, ОПТИКА.
Лучше то, о чём Вы спрашиваете, проверять на конкретном примере и по всем известным критериям: dWmx, 2ro, Кш,  MTF и по спектру - по тем же критериям.
Потерпите: попробуем всё расставить по местам.

Ещё раз  - а теперь ещё и за новую информацию: нижайший поклон! - Уже с десяток + накопилось для Вас, да автомат противится...

Прочитал статьи Сэлке: богато! Как жаль, что Вайнберги не включили его решение в свой справочник: пол века прошло мимо!
Я ещё только подумывал учитывать сдвиговую составляющую в провисание зеркал, а они с Рэйснером уже её учли.

Схема нагружения, которую Вы привели, оказывается, не из статей Сэлки, а Ваша, и она верно отображает ещё нерешённую задачу, если нагрузку пропорционально толщине распределить по всей площади зеркала, а не по его периметру.
В программе не случайно запланирована оптимизация, различные методы расчёта: будем сопоставлять их результаты друг с другом.
Ваше нетерпение мне понятно, и оно требует объединить РОС с ПроМиром: не бегать же через улицу с результатами одной программы - в другую?! Так - во всяком случае для себя - я и намеревался сделатьДополнить (точнее, восстановить уточнённые) опции расчёта разгрузки Грёбба. А кому это не интересно (или надсадно) - пусть пользуются ПроМиром отдельно.
Но даже после Нельсона я стою за освоение МКЭ: чем-то же надо будет отвечать на вопросы, подобные вопросу Ю.А. Клевцова?!
« Последнее редактирование: 14 Фев 2017 [09:11:02] от ekvi »

Оффлайн VVY

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 35
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от VVY
если дадите исходники ядра
Но даже после Нельсона я стою за освоение МКЭ:
Ну ежели все по-взрослому, то вот ссылка http://www.dhondt.de. В середине страницы - ссылки на исходники решателя и графического интерфейса (source code). Документации на русском нет.
Здесь немного про "заточку" https://mechanicalhacks.wordpress.com/2011/01/21/building-calculix-ccx-from-source-on-windows/.

Ваше нетерпение мне понятно
Нетерпения никакого быть не может. Кто знаком с МДТТ, понимает, что речь здесь идет даже не о месяцах.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 342
    • Сообщения от ekvi
ссылки на исходники решателя
С линюксоидами лучше не связываться: они все ошалелые. Недавно нарушил этот "обет",  - а вдруг? - и снова попал в "питонию". Увольте!
Конечно, скачал, конечно ещё раз посмотрю, но ... не обещаю. У меня есть из нашего, старого, кондового, но на упомянутом ПЛ/1: уже наполовину распутал клубок, - надо добить - тут надёжнее: работали "по-взрослому", серьёзные мужики, не желторотые вертухаи.

Сейчас завёл алгоритм из Селки, обнаружились 2 скользких места, придётся экспериментировать, чтобы на тестовом примере из этой статьи довести до ума. На это потребуется время. А там - Нельсон, ещё круче...

Чтобы,  как Вы говорите, не "впериваться в бездну, решил отвлечься на привычное.
Предлагаю Вам, прислать мне файл с полем расчётных перемещений, чтобы я мог понять его формат и встроить в РОС опцию по обработке такой информации. Не дожидаться же Вам, когда я созрею?!
Сделаю небольшой бокс с кнопкой и ред-окнами: D, R, Lam. Нажали кнопку - открылось окно "Где дата-файл?" После загрузки - перемещения преобразуются в зрачковую функцию по заданной длине волны Lam, а дальше - тестируйте поле перемещений как ошибку опт. системы. Здесь всё просто: будь максимальный прогиб хоть в миллиметр, его можно обозреть, наподобие растра, Л = 1 мм.
Жду депешу.
« Последнее редактирование: 08 Мар 2017 [05:57:49] от ekvi »