空间光学遥感器长条形反射镜集成优化设计

作     者：李叶文 李宗轩 刘瑞婧 宋伟阳 张丽敏 LI Ye-wen;LI Zong-xuan;LIU Rui-jing;SONG Wei-yang;ZHANG Li-min

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100049 

基　　金：吉林省科技发展计划(20180414066GH)资助 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第35期

页      码：375-381页

摘      要：针对空间光学遥感器离轴三反光学系统主镜的高轻量化率、高面形精度要求,提出了一种长条形反射镜集成优化的设计方法。首先利用变密度的拓扑优化方法分别得到刚度最大化和一阶频率最大化的反射镜拓扑模型,综合两种拓扑模型得到了反射镜的集成设计方案;然后提出了基于镜面变形值的镜体加强筋变量拓展优化方法,进行了设计变量的灵敏度分析,并对反射镜局部加强筋进行了多变量尺寸优化,得到了该长条形反射镜的最佳轻量化结构;最后对优化结果进行了有限元分析,仿真结果表明反射镜在优化后的面形精度有了显著提升,镜体质量仅为8.65 kg,与实心镜体相比轻量化率达到了80.9%。在Z向1g重力作用下,镜面面形精度峰谷值为23.70 nm, 均方根值为4.54 nm,该优化方法能很好地满足设计要求。

主 题 词：空间相机 轻量化设计 集成优化 灵敏度分析 尺寸优化 

学科分类：08[工学] 082501[082501] 0825[工学-环境科学与工程类] 

馆 藏 号：203878683...