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Analyse de la rigidité d‘un télescope géant
L'ESO a développé le module d'optique adaptative GALACSI pour le Télescope Géant au Chili. CADFEM a vérifié la rigidité grâce à la simulation.

Analyse de rigidité pour tester la fiabilité des instruments optiques

Secteur: Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structures

Le module d'optique adaptative GALACSI, développé par les ingénieurs de l'ESO au siège de Garching, est intégré au Telescope Géant de l’Observatoire du Paranal Cerro au Chili. Avant sa mise en circulation, la robustesse de l'optique a été testée à l'aide des outils de simulation Ansys et du savoir-faire de CADFEM.

Résumé

Tâche

Sur un télescope géant, des contraintes de flexion peuvent apparaître sur le système optique (miroirs/lentilles) en raison des conditions environnementales (gravité, tremblements de terre, variations de température). Celles-ci affecteraient considérablement les performances du système.

Solution

Afin de garantir la fiabilité des structures, le comportement de rigidité du module GALACSI a été défini avec ANSYS® Workbench™.

Avantages clients

L'introduction des systèmes de coordonnées optiques nécessaires dans l'environnement d'éléments finis a permis de réaliser un post-traitement efficace du comportement du système.

Détails du Projet

Tâche

GALACSI est un module optique adaptatif qui comprend plusieurs caméras de détection de front d'onde, des optiques de relais, de l'électronique ainsi que les systèmes mécaniques nécessaires. L'ensemble de la structure est monté sur l'un des télescopes de l'Observatoire de Paranal au Chili. Sur un télescope géant de ce type, des contraintes de flexion peuvent apparaître sur le système optique (miroirs/lentilles) en raison des conditions environnementales (gravité, tremblements de terre, variations de température). Celles-ci affecteraient considérablement les performances du système. Il s'agissait de vérifier en amont la fiabilité des structures sensibles.


Avantage Client

Sur la base de ces résultats et de la matrice de sensibilité présentée, ESO a pu étudier et évaluer la stabilité de l'image du système. En introduisant les coordonnées optiques nécessaires dans l'environnement d'éléments finis il a été possible de réaliser un post-traitement efficace du comportement du système.


Solution

Afin de garantir la fiabilité de la structure sensible, le comportement de rigidité de GALACSI a été déterminé avec ANSYS® Workbench™. Pour ce faire, un modèle d'éléments finis de la structure porteuse a été créé sur la base d'éléments solides. Les composants ou sous-systèmes optiques ont été idéalisés à la position de leurs points optiques avec des masses ponctuelles placées aux points de fixation respectifs. Les composants de tiers (p. ex. les entraînements) ont été simplifiés à l'aide des valeurs de rigidité figurant sur leurs fiches techniques. Les contraintes de flexion et les fréquences ont été calculées pour différentes configurations possibles. Les déplacements et les torsions des points optiques ont été exportés par rapport à l'orientation des chemins optiques.

Images: © ESO (European Southern Observatory)


Application Engineer

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