| 题名 | 空间主反射镜柔性支撑设计与分析 |
| 作者 | 刘洋 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-12-14 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 杨洪波 |
| 关键词 | 主反射镜 柔性支撑 有限元法 镜面面形 |
| 其他题名 | Design of Flexure Mounts for Space Primary Reflector |
| 学位专业 | 机械制造及其自动化 |
| 中文摘要 | 论文概述了国内外空间成像系统发展概况，介绍了有限元法的发展概况，阐述了柔性支撑的基本原理，并对现代光学系统做了简介。 论文结合一个具体的工程实例，对主反射镜的材料进行了选择，确定了主反射镜的径厚比、支撑方式、支撑半径和支撑数目。并对主反射镜进行了轻量化，轻量化孔采用经典的三角形式轻量化孔。最后得到的主反射镜轻量化率达到了61％。 论文在存在微重力的作用及环境温度发生变化的情况下，对柔性支撑进行了受力分析。分析表明，柔性支撑所承受的载荷主要有：反射镜重力对柔性支撑轴向方向上的压力和由于温度变化反射镜内部产生的径向及切向热应力。 论文提出了一种新型的柔性支撑结构。该结构是在综合三种基本柔性支撑的性能及补偿原理，考虑到柔性支撑所承受的载荷后提出的。论文将平行簧片柔性支撑与十字支撑相结合，使柔性支撑能够提供足够的转动补偿及位移补偿，并满足了长度和刚度的要求。 论文概述了主反射镜镜面变形的数据处理方法。该方法首先通过对系统进行有限元分析计算，得出光学表面的结构变形，再对变形结果数据进行处理，将其转化为相应的光学变形值。在将光学表面结构变形转化为相应的光学变形值时，介绍了两种拟合法：Zernike多项式拟合法和标准球面方程拟合法。由于许多光学表面形状不满足Zernike多项式的正交性条件，不能精确拟合光学表面变形及变形产生的各项像差，因此本论文选用标准球面拟合法。 论文对主镜组件建立了有限元模型，并做了模态分析及在微重力作用下、温度变化为4℃工况下的静力学分析，得到了镜面面形参数PV值和RMS值。通过迭代优化，对一阶模态及PV值、RMS值进行对比，得到了柔性支撑的最佳尺寸。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 60 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/871]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘洋. 空间主反射镜柔性支撑设计与分析[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007. |
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