基于Kahan方法的磁流变抛光凸元件几何特性分析

来源：激光与红外杂志2022年第2期北京时间：

作者：杨航

单位：1.遵义师范学院工学院,贵州 遵义,563006；2.中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所,四川 绵阳,621900；3.华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室,湖北 武汉,430073；

摘要：凸光学元件在磁流变抛光区域的几何特性对制造高精度、高表面完整性光学元件有重要影响,凸光学元件曲率、嵌入深度与角度的变化将引起磁流变抛光区域压力场的变化。为了研究凸光学元件不同的曲率、嵌入深度与嵌入角度下抛光区域的压力场,首先通过建立磁流变抛光过程中压力模型,对抛光区域的压力进行分析；其次基于Kahan数值方法建立了多场耦合积分的快速计算方法。最后,计算凸光学元件在不同曲率、嵌入深度及角度下得到磁流变抛光区域压力场分布,研究凸元件在磁流变抛光区域受几何特性影响的工艺规律；得出结论:在磁流变抛光过程中通过改变凸光学元件曲率、相同曲率下的嵌入深度以及角度的情况下,当加工凸元件曲率增大时,磁流变抛光区域压力场会随之增大；当凸元件曲率一定、嵌入深度逐渐变深时,磁流变抛光区域压力场会增大；当凸元件曲率一定、嵌入角度增加时,磁流变抛光区域压力场会随角度先增大再减小。

关键词：Kahan方法;磁流变抛光;压力场;凸光学元件;几何特性

基金资助：国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“巨型激光装置光学元件超精密制造系统示范工程”课题资助(2017ZX04022001)；遵义市科技局科技研发项目(遵市科合HZ字［2020］21号)；贵州省基础研究计划项目(黔科合基础-ZK［2021］一般272)资助。