星敏感器支撑结构多目标拓扑优化设计与试验

作     者：程龙 王栋 谷松 高飞 杨林 李林 Cheng Long;Wang Dong;Gu Song;Gao Fei;Yang Lin;Li Lin

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 长光卫星技术有限公司吉林长春130033 

基　　金：国家自然科学基金(41501383) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2017年第46卷第5期

页      码：167-175页

摘      要：针对微小卫星对星敏感器的特殊要求,结合星敏感器特殊的工作性能和环境,采用拓扑方法对星敏感器支撑结构进行多目标优化设计并进行有限元分析和试验。首先,对模态分析和随机振动响应的基本理论进行介绍,推导出多目标拓扑优化的表达公式;其次,以支撑结构的体积最小和星敏感器在支撑结构上的四个安装点RMS值最小为目标,以最低自振频率为约束,建立支撑结构的拓扑优化模型,利用Opti Struct软件对其进行拓扑优化设计;然后利用***&Nastran有限元分析软件对优化后的支撑结构进行模态分析和随机振动响应分析,得到基频为327 Hz,安装点RMS值的放大率最大为1.55;最后,对支撑结构进行振动试验,试验结果和有限元分析结果的相对误差最大为6.68%,二者吻合较好,该星敏感器支撑结构满足微小卫星对其性能指标的要求。

主 题 词：多目标拓扑优化 SIMP材料插值模型 星敏感器 支撑结构 随机振动响应 

学科分类：0808[工学-自动化类] 080703[080703] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 082502[082502] 0807[工学-电子信息类] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA201746.052000l

馆 藏 号：203233189...