[发明专利]一种用于X射线脉冲星导航装置的多物理场耦合分析方法

摘要

本发明提供了一种用于X射线脉冲星导航装置的多物理场耦合分析方法，该方法基于有限元法建立热‑结构耦合方程，提出了X射线光学镜头形变量提取方法和面形拟合方法，实现了X射线脉冲星导航装置的耦合分析，揭示单一物理场位移形变及多物理场耦合形变对导航装置性能的影响规律，解决了传统的单一学科分析，不考虑其他学科的耦合影响而带来的过于保守的复杂产品耦合分析问题；该方法集成直接耦合方程、有限元分析方法、自适应面形提取与拟合方法，实现了X射线脉冲星导航装置整个耦合分析过程的一体化、自动化，实现了各物理场、各分析阶段中多源数据的自动映射与传递，提高了耦合分析的效率。

主权项

一种用于X射线脉冲星导航装置的多物理场耦合分析方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、根据设定的X射线脉冲星导航装置的性能指标参数，确定X射线脉冲星导航装置的几何参数，所述几何参数包括光学系统的焦距f、光学镜头前端外孔径Douter和内孔径Dinner；(2)、根据步骤(1)确定的X射线脉冲星导航装置的几何参数，建立所述装置的三维数学模型；然后通过如下方法建立与三维数学模型对应的有限元分析模型：将所述三维数学模型导入到有限元分析软件中，设置所述装置部件的材料、热膨胀系数、泊松比、弹性模量和刚性模量；然后在所述模型上划分网格，将整个三维模型划分为Q个节点；其中，Q为正整数；(3)、在步骤(2)建立的有限元分析模型中设置形变量提取点，具体实现方法如下：在光学镜头的内表面上，沿着镜头的轴线方向设置N条曲线，并在每条曲线上设置M个点，即得到MN个形变量提取点；其中，M、N均为正整数；(4)、在所述有限元分析模型上施加设定的热源激励和外力激励，并根据结构‑热耦合分析方程计算得到MN个形变量提取点的形变量；(5)、根据步骤(4)计算得到的形变量，确定MN个形变量提取点的新坐标位置，并对所述MN个新位置点进行拟合，得到形变后的光学镜头内表面。