基于NiTi合金丝的反射镜柔性支撑结构的应力补偿

作     者：曹乃亮 徐宏 辛宏伟 袁野 李志来 杨会生 CAO Nai-liang;XU Hong;XIN Hong-wei;YUAN Ye;LI Zhi-lai;YANG Hui-sheng

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 

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：2012年第20卷第10期

页      码：2161-2169页

摘      要：针对大口径反射镜柔性支撑结构中柔性槽根部的应力集中问题,提出将NiTi记忆合金丝复合于柔性槽周边的结构方案,借助其预应变产生的拉应力来降低柔性槽根部的应力并保证支撑结构柔性。首先,建立了柔性槽根部的应力分布方程,得出了柔性槽危险截面位置。然后,建立了NiTi合金丝的一维本构方程,设计了桥型和U型两种复合方案,并对其进行了有限元分析。结果表明,采用U型复合的柔性支撑结构的应力改善明显优于桥型复合结构,且对结构柔性影响较小。以NiTi合金丝的拉力F为设计变量,以支撑结构的最大应力p及变形量δ为优化目标,对U型复合结构进行了参数优化设计。优化结果表明,在F为200N时有最优解,p由76 MPa降到37.9 MPa,δ由0.031mm微降到0.028mm,并且最大应力位置偏离柔性槽根部危险区域。对所提出的U型复合方案进行了随机振动试验,试验结果表明,该应力补偿设计有效降低了柔性支撑结构的最大应力。

主 题 词：大口径反射镜 柔性支撑 应力集中 记忆合金 应力补偿 

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] 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.20122010.2161

馆 藏 号：203519385...