大孔径长条反射镜支撑结构的设计

• 作者: 关英俊 张学军 李景林 杨利伟 董得义 辛宏伟
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 空间遥感器 离轴三反 主镜 柔性支撑 有限元分析
• 年，卷（期）: 2011,（7）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1560-1568
• 分类号: V443.5|TH703
• 字数: 5148字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20111907.1560

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,系统的动一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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张学军	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	124	1634	25.0	33.0
2	关英俊	长春工业大学机电工程学院	43	487	13.0	20.0
3	辛宏伟	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	35	344	11.0	17.0
4	董得义	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	27	265	9.0	16.0
5	杨利伟	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	17	99	6.0	9.0
6	李景林	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	31	381	12.0	18.0