本文關(guān)鍵詞：反射鏡支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：望遠(yuǎn)鏡廣泛應(yīng)用于天文觀測(cè)、資源考察、氣象預(yù)報(bào)和太空探索等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)望遠(yuǎn)鏡成像分辨率的要求越來(lái)越高，其口徑不斷增大以適應(yīng)成像質(zhì)量及各種參數(shù)的要求，但口徑越大其自重導(dǎo)致的變形就越嚴(yán)重，受溫度梯度的影響越敏感。反射鏡作為望遠(yuǎn)鏡的重要元件，它的支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)其面形質(zhì)量有著極為重要的影響，從而影響著其成像質(zhì)量。 論文中結(jié)合具體需要對(duì)反射鏡支撐系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析、方案設(shè)計(jì)和具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。并對(duì)其在重力和溫度作用下進(jìn)行工程分析，，找出影響面形精度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)并提出了改進(jìn)措施；主要內(nèi)容包括： 1、結(jié)合薄板理論及圓板軸對(duì)稱彎曲理論，分析與總結(jié)了反射鏡支撐的一般性問(wèn)題及其解決方法。 2、對(duì)影響反射鏡面形畸變的因素和不同結(jié)構(gòu)形狀的主反射鏡對(duì)面形影響的規(guī)律及其之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，分析與總結(jié)了反射鏡支撐設(shè)計(jì)的原則； 3、研究了面形處理中的若干關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)，尤其是Zernike多項(xiàng)式擬合和基于ansys二次開(kāi)發(fā)和matlab相互調(diào)用的支撐設(shè)計(jì)專用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從算法原理上進(jìn)行了分析研究并編程實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)，改善了傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化支撐參數(shù)效率低和不能保證參數(shù)最優(yōu)的不足。 4、以以上內(nèi)容為基礎(chǔ)，用所設(shè)計(jì)的支撐專用系統(tǒng)對(duì)一個(gè)540x437的矩形反射鏡支持組件進(jìn)行支撐設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化。設(shè)計(jì)了特殊的球鉸六桿柔性支撐結(jié)構(gòu)，從運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)原理上對(duì)其進(jìn)行了分析。 通過(guò)Inventor軟件設(shè)計(jì)了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)模型，以ANSYS軟件為工具，對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工程分析，分析結(jié)果表明其面形畸變?yōu)镽MS=28.9nm，因此該結(jié)構(gòu)能夠很好的滿足重力和30℃溫差作用下的面形畸變不大于λ/20(λ=632.8nm)的面形精度要求；
【關(guān)鍵詞】：反射鏡支撐 有限元分析 Zernike擬合 ANSYS二次開(kāi)發(fā)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH743
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-13
• 1.1 課題背景和意義10-11
• 1.2 本文主要研究?jī)?nèi)容11
• 1.3 研究方法與流程11-12
• 1.3.1 研究方法11
• 1.3.2 課題開(kāi)展流程11-12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 2. 反射鏡支撐工程分析方法及面形處理研究13-25
• 2.1 工程分析方法簡(jiǎn)介13-14
• 2.2 有限元法14-15
• 2.2.1 有限元法簡(jiǎn)介14
• 2.2.2 有限元法在光機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用14-15
• 2.3 反射鏡面形處理研究15-17
• 2.3.1 面形評(píng)價(jià)方法16
• 2.3.2 面形擬合方法16-17
• 2.4 Zernike 多項(xiàng)式簡(jiǎn)介17-19
• 2.5 Zernike 多項(xiàng)式擬合19-24
• 2.5.1 Zernike 擬合數(shù)據(jù)預(yù)處理20-22
• 2.5.2 Zernike 擬合算法實(shí)現(xiàn)22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 3. 反射鏡面形畸變研究及支撐設(shè)計(jì)原則25-33
• 3.1 外力引起的面形畸變分析25-31
• 3.1.1 重力作用下變形理論分析25-26
• 3.1.2 形狀對(duì)自重下面形精度的影響26-27
• 3.1.3 材料對(duì)鏡面自重載荷下面形精度的影響27-28
• 3.1.4 反射鏡結(jié)構(gòu)對(duì)變形的影響28-29
• 3.1.5 支撐方案對(duì)變形的影響29-31
• 3.2 工作環(huán)境因素對(duì)面形的影響31-32
• 3.2.1 熱補(bǔ)償法31
• 3.2.2 彈簧元件的應(yīng)用31-32
• 3.3 支撐設(shè)計(jì)的一般原則32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4. 反射鏡支撐設(shè)計(jì)專用 CAE 系統(tǒng)研究33-44
• 4.1 ANSYS 二次開(kāi)發(fā)34-35
• 4.2 RSOS 的系統(tǒng)組成35-37
• 4.3 涉及到的關(guān)鍵技術(shù)37-42
• 4.3.1 優(yōu)化算法的研究與實(shí)現(xiàn)38-42
• 4.4 本章小結(jié)42-44
• 5. 一望遠(yuǎn)鏡四境支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-66
• 5.1 光機(jī)結(jié)構(gòu)要求及主要內(nèi)容44-45
• 5.1.1 工況及設(shè)計(jì)要求44
• 5.1.2 反射鏡組件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容44-45
• 5.2 反射鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45-46
• 5.2.1 材料選擇45
• 5.2.2 輕量化設(shè)計(jì)45-46
• 5.3 支撐方案設(shè)計(jì)及參數(shù)優(yōu)化46-48
• 5.3.1 支撐方案設(shè)計(jì)46
• 5.3.2 支撐參數(shù)優(yōu)化46-48
• 5.4 支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-55
• 5.4.1 Bipod 六桿支撐原理48-49
• 5.4.2 Bipod 六桿支撐運(yùn)動(dòng)學(xué)分析49-54
• 5.4.3 柔性鉸鏈設(shè)計(jì)54-55
• 5.5 支撐結(jié)構(gòu)工程分析55-65
• 5.5.1 球頭間隙對(duì)反射鏡空間位置精度的影響55-57
• 5.5.2 球頭預(yù)緊力對(duì)面形的影響57-58
• 5.5.3 靜力學(xué)分析58-60
• 5.5.4 模態(tài)分析60-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)和展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果71

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李賢輝;光機(jī)集成有限元分析光學(xué)面形后處理研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2004年

  本文關(guān)鍵詞：反射鏡支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：318245