Expert résistance des matériaux pour lentilles

[Pascal C03 4 056]

Attention Jean, je n'ai fait qu'un calcul rapide sans prendre en compte les vrais rayons...

SVP, pas difficile de faire apparaitre les cotes d'épaisseurs et les 4 rayons manquants sur la figure suivante (qui n'est pas du tout à l'échelle) si vous voulez quelque chose de plus réaliste...

 

Donc, ne pas intégrer les 163nm qui ne sont représentatif que d'une lentille de 250 avec une épaisseur maxi de 25 et mini de 15 avec un R = 3000 et R2 = 1000...

 

Je ne suis pas opticien du tout mais je sais que plus je vais intégrer de pièces dans l'environnement de la lentille pour le calcul : barillet, cale... plus des nm vont apparaitre de partout et que les interprétations vont aller bon train.

Attention, le calcul est juste mais non représentatif de lentilles non parfaites avec des défauts macro et micro géométriques posées sur des éléments eux même non parfaits...

 

Pour moi, aucun problème pour calculer séparément 2 lentilles "parfaites" sur des supports géométriques parfaits en position d'observations zénithales car les calculs sont courts et j'ai une modélisation fidèle. Je dois même pouvoir calculer les 2 lentilles superposées séparée par une cale dont il faut me donner l'épaisseur et le module de Young. (Je connais l'incidence pour l'avoir déjà calculé dans un autre cas. Cela limite la flèche de la lentille du dessous. Mais si peu !)

Vous aurez les défauts par "excès" si je ne me trompe pas et pourrez déterminer les épaisseurs mini à conserver...

 

Pour un calcul à 30°, la modélisation serait moins juste. Je ne vais pas entrer dans les détails.

 

 

Modifié 26 mars 2019 par Pascal C03

[Pascal C03 4 056]

Les calculs suivants

 

Correspondent à cette géométrie :

[Pascal C03 4 056]

2ème calcul pour cette géométrie ci

 

pour des résultats en tenant compte de l'appui de la lentille supérieure (appui également réparti à la périphérie )

 

 

mêmes conditions de calcul mais pas d'appui de lentille en face supérieure : 15nm d'écart au centre

 

 

[lyl 4 482]

Ahhh ça déforme ce truc, c'est pourtant pas du chewing gum.

Faut qu'on regarde si c'est mieux que le support soit indépendant.

[Pascal C03 4 056]

Pour la concave à 30° par rapport à un repère lié à la lentille

 

désolé mais quand on regarde des nanomètres, tout devient "mou"... Et la lentille est supposée être en place dans un barillet infiniment rigide pour le calcul. Il y a un jeu total de 10 microns entre le barillet et la lentille. La zone de contact est une surface cylindrique supposée parfaite de 6mm de haut (+/- 3mm de part et d'autre du plan principal perpendiculaire à l'axe de la lentille de manière à optimiser les déplacements de matière de part et d'autre de cette zone d'appui)

 

 

Modifié 27 mars 2019 par Pascal C03

[CPI-Z 1 222]

il y a une heure, Pascal C03 a dit :

tout devient "mou"...

Rien n'est rigide à l'échelle des nm, c'est pourquoi le sujet est délicat et on peut facilement se tromper, de plus la déformation géométrique des pièces n'est pas la déformation sur l'image résultante du télescope.

 

Il y a 13 heures, jean dijon a dit :

lyl dit mois si tu es interessée par la feuille de calcul excel et si cela vaut le coup que je me casse la tete.

 

Le fichier.xls sera très utile, si tu veux bien jean.

Le nombre et la position des points d'appuis est à préciser.

[CPI-Z 1 222]

Petite remarque :

Pour L1 pascal trouve au zénith environ 200nm

 

et Plop dans mon premier jet trouvait aussi 200nm

 

N'est ce pas une forme de cohérence ?

[jean dijon 1 761]

Bonjour,

 

j'ai fait la feuille de calcul ci jointe  j'ai utilisé les valeurs utilisées par pascal C03 pour la premiere lentille je trouve une fleche de 190nm ce qui colle tres bien. Pour la deuxieme lentille, il y a un desacord avec le calcul de pascal je trouve une fleche de 265nm que je ne m'explique pas j'ai peut etre rentré une valeur erronée.

sinon CPI-Z au niveau de plop les 200nm sont liés aux appuis ce qui n'est pas tout à fait  la meme chose que les simulations ou l'appuis est un anneau . Par ailleurs qu'elle est l'epaisseur que tu as prise pour la simulation de plop?  Cela serait interessant de comprendre le pourquoi de l'écart entre le calcul analytique (excel) et la simulation par element fini dans le cas de la lentille divergente.

Si vous avez des idées??

Sinon à partir des feuilles excel les nouveaux rayons de  courbure sont calculés à la fin et les simulations optique de l'effet sur les aberations peuvent etre faites dans OSLO. Cela reste trés faible dans tout les cas.

Je suis étonné des densité prochent de 4 pour les 2 verres

 

jean

 

 

deformation lentilles.xls

[jean dijon 1 761]

j'ai rajouté un terme dans le developpement de la deformation c'est plus proche de la simulation  mais la deformée pour la lentille divergente n'est plus juste un changement de courbure, elle se deforme plus au centre qu'au bord

 

jean

deformation lentilles_2.xls

[Pascal C03 4 056]

Bonsoir Jean, j'ai vérifié le module de Young pour la divergente car je ne suis pas du tout à l'abri d'une étourderie...

J'avais oublié le ,2 au 115 d'où une déformation plus faible d'1 nm dans le résultat final

 

On a les mêmes rayons pour la lentille concave mais pas pour la convexe manifestement...

 

Un peu l'impression de faire un calcul pour le roi de Prusse mais c’est pas grave... Cela me familiarise avec des cas exotiques !

 

[CPI-Z 1 222]

Voici les paramètre rentrés dans Plop selon les données de Lyl

(Conditions au zénith)

Diam 260mm 

R1=698mm convexe => F=698/2=349mm. Hors dans Plop miroir concave = focale positive et miroir convexe - focale négative. Donc rentrer F = -349mm

R2=3000mm convexe, plop impose la face arrière à zéro.

71.5Gpa

poisson 0.292

densité 3.67

Appuis : 3 points à 120° sur r = 129mm

 

En image:

 

Mais je précise, si le PTV est d'environ 200nm, le RMS reste à 34.4nm soit L/16 ce qui est très bon.

 

[lyl 4 482]

Merci à Pascal, Jean et Jean-Pierre pour tout vos efforts.

Mr Gilley est toujours en train de cogiter sur le sujet. Je ne vais pas le décourager mais quand même, il semble vouloir se lancer là-dedans tout seul !

Je ne suis pas la seule personne à être perplexe, car ce n'est pas tant le diamètre, mais les verres qui sont compliqués à travailler pour un premier galop. Alors la version asphérique...

En tout cas on est dedans, c'est vraiment mince pour un tel doublet, ça frisotte avec les "guidelines" mais pourquoi pas. Je vais suivre ça de temps à autre.

 

David m'a lancée sur d'autres pistes, je n'avais pas l'envie pour un triplet (c'est compliqué quand on débute) mais j'ai mis ces autres bricoles dans les cartons à réutiliser plus tard en plus petit (un classique huilé 10" BK7-KZFS4-BAF10 à f17.3) et un K7-KZFS4-BAF10 à f14.8 face avant parabolique, j'ai pas exploré avec le K10 devant mais...)

 

En tout cas si ça se fait (et bien fabriqué), c'est un excellent réfracteur terrestre qui va approcher les limites des seeings courants sur le site de Mr Gilley en Floride. (pas loin du Kennedy Space Center, atterrissage des navettes spatiales fut un temps)

 

Modifié 28 mars 2019 par lyl

[CPI-Z 1 222]

Et pour L2

Diam 260mm 

R3=723mm concave => F=723/2=361.5mm.

R2=4236mm convexe, plop impose la face arrière à zéro.

115.2Gpa

poisson 0.294

densité 4.06

Appuis : 3 points à 120° sur r = 129mm

 

Plop en image

Au zénith pour L2 Plop donne un PTV de 702nm et un RMS 151nm soit L/3.6 se qui est moins bon que L/4 donc en dessous de la norme et de ce qu'on attendre d'une telle lunette

 

Dans cette simulation avec Plop plus remarques

- effectivement on porte sur 3 points au-lieu du contour

- la seconde face est systématiquement plane au-lieu de respecter les grands rayons

- si L2 est dans le bon sens, L1 est inversée en sens (convexe vers le haut au-lieu d'être diriger vers le bas)

- la déformation géométrique d'un miroir (1 surface réfléchissante) ne correspond pas à la déformation d'un dioptre. (2e contre (n-1)e) mais il y a 2 dioptres dans une lentille ...

 

PS: si les 2 rayons dans ce doublet ne sont pas identiques, c'est normale et courant dans les objectifs non collé.

Je vais rentrer dans les fichier.xls (déjà Merci jean)

Les écarts entre L2 Plop et les tiens Pascal sont importants. Pourquoi ? (à voir)

[CPI-Z 1 222]

Lyl tout çà est bien beau, reste tout de même à formuler une solution pour que tous on puisse avoir une idée sur la déformation d'une lentille fonction de sa matière et sa géométrie et pouvoir évaluer les conséquences sur sa fonction optique. Ok ?

[lyl 4 482]

L'original et l'asphérisé

254mm F1479 PHM52LAM60.len

254mm F1476a PHM52LAM60.len

le non-acomatique : celui des calculs.

254mm F1473 PHM52LAM60.len

--------------

Pour les curieux : les triplets pas aussi bon que celui de Ceraglioli (il a déniché un verre qui n'est plus fabriqué depuis 40ans) mais plus classique.

Modifié 29 mars 2019 par lyl

[CPI-Z 1 222]

Jean, petite question sur le fichier deformation lentilles_2.xls  STP :

h1 est la flêche de R1

h2 est la flêche de R2

h3 est probablement l'épaisseur au bord ? Dans ce cas elle devrait être de 24.56mm et non 13.05mm. Et alors le volume est bien différent comme la déformée.

Est-ce que je me trompe totalement ?

[jean dijon 1 761]

Bonjour CPI-Z,

 

h3 n'est pas l'épaisseur du bord, c'est l'épaisseur de la lame à face // qui est incluse dans la lentille. Donc pour la convergente c'est l'épaisseur du bord pour la divergente c'est l'epaisseur du centre moins la fleche de la face 4. Pour la divergente l'epaisseur de bord c'est h3-h1

jean

 

[CPI-Z 1 222]

Merci jean pour la précision. Donc h3 est l'épaisseur pleine sans le calottes.

De mon coté avec plop rien ne va plu pour L2 reposant sur le pourtour :

330nm de RMS et 1251nm de PTV, comprends pas.

 

Jean de ton coté géométriquement le calcul analytique se fait sur une coupe ou sur une part de la galette

Idem pour Pascal, c'est bien de la 3D sur l'ensemble de la galette ?

 

[jean dijon 1 761]

Bonsoir à tous

lyl j'ai fait le calcul optique avec la lentille flechie en utilisant ma feuille de calcul

_les nouveaux rayons de courbure aprés flexion sont dans  le fichier excel deformation lentilles_lyl

_j'ai remplacé les rayons de courbure dans ton fichier oslo le nouveau fichier est joint 254mmF1476aPHM52LAM60_flex len

le calcul pour moi ne montre aucune difference sensible tu analyseras en detail , il y a un peu moins d'aberation spherique.

objectif lyl flex.bmp

le resultat des deux simulations est dans

objectif lyl.doc

 

jean

 

254mm F1476a PHM52LAM60_flex.len

deformation lentilles_lyl.xls

[Pascal C03 4 056]

Tenir une lentilles par sa périphérie ou juste sur 3 points, cela change tout !

La zone de contact est ici une secteur de 10° soit environ 21mm de long par 4 de large

 

[CPI-Z 1 222]

Ok Pascal c'est bien du 3D

J'ai compris le mauvais résultat précédent de Plop, j'avais supprimer le refocus automatic

Voici : RMS 62.4nm et PTV 251nm ce qui est beaucoup plus cohérent

[jean dijon 1 761]

je me suis trompé dans le .doc

voila le bon fichier

objectif lyl_2.doc

 

sinon oui Pascal CO3 3 points d'appuis cela change tout il faut faire un support à 6 points ( beaucoup mieux et facile à faire )

CPI-Z le calcul est un calcul de plaque (pas de poutre 1D) avec une symetrie de revolution

de toute facon voir mon message precedent la flexion ne joue pas optiquement (ce sont des lentilles pas des miroirs)

 

jean

 

[CPI-Z 1 222]

Jean et Pascal je vous propose de faire une simulation sur ces 2 lentilles avec les mêmes paramètres pour une comparaison plus rigoureuses.

Quels paramètres retient-on ?

[Pascal C03 4 056]

il y a 4 minutes, CPI-Z a dit :

Ok Pascal c'est bien du 3D

 

Oui, j'ai toujours tout calculé en 3D mais je n'ai retenu qu'une part de 2° pour l'appui sur toute la base pour cause d'axisymétrie et pour avoir un temps de calcul très court (enfin...)

suis absent ce weekend

[jean dijon 1 761]

je propose de prendre les rayons de courbure données par lyl dans son fichier .len

R1 +3840

R1 -579.04 epaisseur 25

 

R3 -580.35

R4 -2364  epaisseur 15

 

les resultats pour ma part sont dans le fichier que j'ai envoyé tout à l'heure

deformation lentilles_lyl.xls

fleche 1 204nm

fleche 2 169nm

 

jean