基于多目标优化理论的空间反射镜加强结构轻量化设计

作     者：李永欣 孙银旭 李书亚 吴凤和 LI Yong-xin;SUN Yin-xu;LI Shu-ya;WU Feng-he

作者机构：燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 河北省重型智能制造装备技术创新中心河北秦皇岛066004 徐州徐工基础工程机械有限公司江苏徐州220100 

基　　金：河北省高等学校科学技术研究资助项目(QN2018228) 国家重点研发计划资助项目(2016YFC080290) 河北省自然科学基金京津冀合作专项资助项目(E2017203372) 国家自然科学基金资助项目(51890885 51405427) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2019年第36卷第5期

页      码：35-39页

摘      要：空间望远镜的分辨力与反射镜口径成正比,但反射镜口径的增大导致其质量以三次方的比例增重,以致镜面变形恶劣和发射成本增加。针对此问题,文中基于多层次优化和多目标优化理论对反射镜进行轻量化设计。首先建立反射镜的几何模型并分析载荷工况,针对反射镜多工况下的参数要求,以反射镜轴向重力工况下的刚度最大和低阶固有频率最大为目标,用折衷规划法和平均频率法建立多目标优化的目标函数进行多目标拓扑优化;根据优化结果进行反射镜的加强筋布置;最后以加强筋的宽度为变量,进行多目标尺寸优化实现加强筋的尺寸寻优。计算分析结果表明:优化后反射镜结构在满足原有性能要求的基础上质量减少了7.2%,实现了轻量化设计。

主 题 词：反射镜镜体 折衷规划法 多目标拓扑优化 轻量化设计 

学科分类：08[工学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2019.05.007

馆 藏 号：203673310...