Opto-mechanical design of lens mounts
Mekanik olarak monte edilen merceklerin opto-mekanik tasarımı
- Tez No: 93036
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVEND PARNAS, DR. HALİDUN FİLDİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Optomekanik Tasarım, Sonlu Eleman Yöntemi, Mercek Montajı, Keskin Köşeli Yaslanma Yüzeyi, Tanjant Yaslanma Yüzeyi, İki Silindir Hertz Kontağı, İnterfometrik değerlendirme. xc yükseköğretim kurdu DOKÜMANTASYON MERKEZİ, Opto-mechanical design, Finite Element Method, Lens Mounting, Sharp Corner Interface, Tangential Interface, Hertz Contact of Two Cylinders, Interferometric evaluation. IV
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
oz mekanik olarak monte edilen merceklerin optomekanik tasarımı ANIL, Devrim Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Levent PARNAS Ortak Tez Yöneticisi: Dr. Haİidun EİLDİŞ Eylül 2000, 167 Sayfa Çalışmanın amacı, merceklerin yerlerine montaj tasarımını uygun bir şekilde yaparak kullanılan tutucuların sıkıştırılması sonucunda oluşan temas gerilmelerinin belirli bir sınırı aşmasına engel olmak ve bu gerilmelerin hesaplama metodlarını incelemektir. Bu amaca yönelik, merceklerin mekanik olarak monte edilmesi ile ilgili konuda çok sayıda literatür taranmıştır. Literatür taramasının ana başlıklarını, merceklerin mekanik olarak monte edilme tipleri, optomekanik tasarım adımlan ve analitik olarak merceklerin üzerinde oluşan gerilmelerin hesaplanma metodlan oluşturmaktadır. Mercek ve yaslandıkları temas yüzeyi arasındaki oluşan gerilmelerin hesaplanması için literatürde bulunan tek metod Hertz'in temas eden iki silindir fomülüdür. Bu çalışmada temas eden mercek ve yaslandığı yer geometrisi için sonlu eleman yönteminin kullanılması ve iki boyutlu eksenel simetrik sonlu eleman modelinin ANSYS 5.5.3 sonlu eleman programı kullanılarak analiz edilmesi amaçlanmıştır. Mercek ve yaslandığı yer geometrisi ile temas eden iki silindir geometrisinin arasındaki farklılıklar, kuvvetlerin uygulanma biçimleri, analitik formülün eldeedilişi sırasında yapılan bir çok kabul analitik yöntemin sonlu eleman yöntemi kullanılarak kontrol edilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Sonlu eleman ağı, sınır şartlan ve temas elemanı oluşturmak konularıyla ilgili olarak gerekli deneyim elde edildikten sonra aşağıdaki parametrelerin kontak gerilimine etkileri incelenmiştir; 1) Merceğin yaslandığı yüzeydeki kontak yarıçapının değişimi, (Keskin köşeli yaslanma yüzeyinden, tanjant yaslanma yüzeyine kadar olan değişim) 2) Tutucuya uygulanan tork sonucu merceğe uygulanan yüklemenin değişimi 3) Mercek yüzey yarıçapının değişimi Tipik mercek ve yaslanma yüzeyi arasında oluşan kontak gerilmesinin hesaplanması için bu çalışmada hem analitik formül hem de sonlu elemanlar yönteminden yararlanılmış ve daha sonra sonlu eleman sonuçlan analitik yöntemin hassasiyetini kontrol etmek amacıyla kullanılmıştır. Çalışmanın sonuçlan uygulamanın gerektirdiği hassasiyette kontak bölgesinde oluşan gerilmelerin hangi yöntemle hesaplanabileceğinin seçilmesi fırsatını optomekanik tasanmcıya sağlamaktadır. Aynca, tutuculann sıkıştırılması sonucunda oluşan gerilmelerin hesaplanması için basit bir ölçüm tekniği olan interferometrik değerlendirme bir örnekle açıklanmıştır. Bu metod ile mercek yüzeyinde oluşan frinçler bir lazer ışını aracılığı ile mercek yüzeyi taranarak ölçülmektedir. Tarama işleminden sonra ölçülen değer basit bir formül kullanılarak gerilme değerine kolayca çevrilebilmektedir. Çalışma sonucunda son aşama olarak bir gece görüş cihazında kullanılan merceğin üzerinde oluşan gerilmeler interferometrik değerlendirme, sonlu eleman yöntemi ve analitik hesaplama yöntemi ile analiz edilmiştir. Uygulanan interferometrik ölçüm tekniği sonlu eleman yönteminin sonuçlarını doğrulamak amacı ile kullanılmıştır. Sonuç olarak, sonlu eleman yöntemi ile interferometrik ölçüm yöntemi çok yakın sonuçlar vermiş ve böylelikle sonlu eleman çözümünün doğruluğu interferometrik ölçüm metodu ile kanıtlanmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT OPTO-MECHANICAL DESIGN OF LENS MOUNTS ANIL, Devrim M.Sc, Department of Mechanical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Levend PARNAS Co-Supervisor: Dr. Halidun FİL DİŞ September 2000, 167 pages The purpose of this study is to design a suitable lens mount by considering not to induce large amount of contact stresses and review the method of the contact stresses calculation that is created due to tightening of the lens. For that purpose, large amount of literature is surveyed about the optomechanical design of lens mounts. Types of lens mounts, optomechanical design steps, and analytical calculation techniques of contact stresses on lenses are the main headings of that literature survey. In the literature, utilization of the Hertz contact formula that is applicable for contacting two cylinders is the only analytical method of calculating the stresses created between lens and its mount. In the present study, finite element modelling method is used for modelling the contacting lens-mount interface, and 2D axisymmetric models are prepared by using ANSYS 5.5.3 finite element program. The difference between in the geometry of two cylinders in contact and lens-mount interface, treatment of forces, simplifications that are made to obtain the analytical formula creates the need for the verification of iiianalytical calculation method by using more rigorous method. Therefore, the finite element method is utilized for obtaining more accurate results. After getting used to general rules for meshing, applying boundary conditions, creating contact elements with finite element program, the effects of the following parameters on the contact stresses are investigated, 1) contact radius or in other words interface type from sharp corner interface up to tangential interface 2) applied preload to the lens due to changing tightening torque of the retainer 3) lens surface radius In this study, both analytic formula and finite element method are utilized for calculating contact stresses that are created at the typical mounting interface, and then finite element results are used for checking the accuracy of the simplified analytical method. The results of this study provide the opportunity of choosing the method of prediction of the contact stresses is at the interface according to accuracy that is needed by the designer. In addition a relatively simple measuring method namely interferometric evaluation for determination of the induced stresses due to tightening of retainer is illustrated with a case study. By this measuring method, fringes on the lens surface are measured by means of scanning with a laser beam. Then the output of this scan can be easily converted to a stress value by using a simple formula. In this study as a last work, stresses created on a night vision device lens are calculated by means of interferometric measuring technique, finite element solution technique, and analytical calculation method for comparison. As a result finite element solution gives very consistent results with the interferometric evaluation, so finite element solution is verified with this interferometric measuring technique.
Benzer Tezler
- Electromagnetically actuated optical micro-mechatronic systems integrated on PCB
Baskı devre üzerine tümleşik elektromanyetik tahrikli optik mikro-mekatronik sistemler
SERHAN ÖMER IŞIKMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HAKAN ÜREY
- Optomechanical analysis and experimental validation of bonding based prism and mirror mounts in a laser system
Laser sistemlerinde kullanılan prizma ve aynaların yapıştırma bazlı optomekanik tutucularının analizi ve deneysel doğrulaması
UĞUR ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. TUNA BALKAN
- Preparation of a computer aided design package for optomechanical design of forward looking infrared systems
Kızılötesi görüş sistemlerinin optomekanik tasarımı için bilgisayar destekli tasarım paketi hazırlığı
AHMET ÇAĞRI SEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERES SÖYLEMEZ
- Opto-mechanical design and development of an optodigital confocal microscope
Optodijital konfokal mikroskopun opto-mekanik tasarım ve geliştirmesi
VAHİD POURREZA GHOUSHCHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER KİRAZ
- Instrumentation of an opto-digital confocal microscope and development of a dmd-based imaging setup
Opto-sayısal konfokal mikroskop enstrümantasyonu ve sayısal mikroayna temelli görüntüleme düzeneği kurulumu
BERK ZENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER KİRAZ