大孔径长条反射镜支撑结构的设计

作     者：辛宏伟 关英俊 李景林 杨利伟 董得义 张学军 XIN Hong-wei;GUAN Ying-jun;LI Jing-lin;YANG Li-wei;DONG De-yi;ZHANG Xue-jun

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 长春工业大学机电工程学院吉林长春130012 

基　　金：国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2009AA7020107) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2011年第19卷第7期

页      码：1560-1568页

摘      要：为了使大孔径长条形空间反射镜支撑结构同时满足高刚度、高强度和良好的热尺寸稳定性要求,建立了反射镜支撑系统的模态解析数学模型,并对该模型所描述的反射镜沿各轴向的平动和转动模态特性进行了研究。根据模态解析解得出3个支撑点确保质量分布相对均匀时,系统的动-静态刚度最大的结论,并结合有限元分析技术确定了反射镜的支撑位置。此外,在支撑结构中设置了柔性环节,改善了反射镜在各工况下所受的应力环境以确保其光学性能。通过优化柔性铰链最薄处的厚度和圆弧半径两个参数来调节反射镜的面形精度,使面形精度满足设计要求。分析及试验结果表明:柔性铰链最薄处厚度为4 mm,圆弧半径为2 mm时,反射镜在重力和4℃均匀温升工况下的面形精度RMS值均优于12.3 nm;组件实际一阶固有频率为146 Hz,与有限元分析结果的误差小于5%;柔性支撑结构动态应力响应远小于材料的屈服极限,完全满足反射镜结构系统的设计要求。

主 题 词：空间遥感器 离轴三反 主镜 柔性支撑 有限元分析 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0825[工学-环境科学与工程类] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20111907.1560

馆 藏 号：203441866...