摘要：提出了复合材料和金属预埋件互嵌整体成型的设计方法。根据同轴三反光学系统中光学元件的空间布局和碳纤维复合材料的工艺特点和材料属性,设计了一种碳纤维基体与钛合金预埋件互为镶嵌的相机主承力板。首先,以碳纤维复合材料基体为核心,优化设计了基体的筋格形式和厚度,并对金属预埋件进行了布局和轻量化设计;然后,分析了碳纤维主承力板的模态和变形;最后,进行了振动环境试验,验证了设计及分析的准确性。检测和试验表明,纤维主承力板的最大外接圆直径为Φ870mm,厚度为130mm,质量为15.6kg,平均体密度仅为0.313g/cm3,主承力板一阶频率达到479.2Hz,满足了空间相机的高动态刚度、轻质量、高安装精度要求。

摘要：为某型号同轴空间相机设计了具有铝蜂窝夹层结构的轻量化主承力板。从加固结构和预埋件两方面改良传统蜂窝夹层,上下碳纤维面板选用M40J,铺层方式为[0°/45°/90°/-45°]s,铝蜂窝芯子规格为3×0.05mm,主承力板设计重量为3.98kg。采用基于正交各向异性实体单元的蜂窝夹层结构等效建模方法,将铝蜂窝芯子等效为“中间层”,仿真分析结果表明,主要空间工况下主次镜间的相对位移不超过9.904μm,相对转角不超过4.708″,对应相机调制传递函数最小值为0.252,较设计值仅下降约2%,整机基频达到94.4Hz,相机动、静力学特性能够满足可见光波段遥感器设计要求。

摘要：主承力板作为空间相机的核心承力部件,需要具备极高的尺寸精度和结构稳定性,常规的检测方法和装夹方式无法满足产品使用要求。根据某大口径相机主承力板的结构形式和指标要求,结合现有测量设备的容纳能力,选择了卧式放置的方式进行关键部位的平面度检测;引入准运动学支撑概念,主承力板使用3个逆Bipod支撑以避免装夹变形及装配变形,设计并制造了专用检测结构;以主承力板基准面PV值为评价指标,使用ABAQUS有限元软件和Matlab软件进行仿真计算,确定检测时的卸载力位置和大小。实验结果表明,使用检测结构得出的基准面平面度检测误差小于2μm,提升了三坐标设备的检测能力,有广泛的应用前景。