在超大口徑原位加工與檢測中,目前多采用被動式Whiffletree液壓支撐系統(tǒng),而該類支撐單元的軸向剛度存在較大差異性,將顯著影響支撐系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性,降低反射鏡的加工精度。本文運用理論分析、經(jīng)驗設(shè)計、有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化相結(jié)合的方法,設(shè)計了4 m口徑輕量化反射鏡。以它為模型,針對靜壓支撐系統(tǒng)的剛度差異問題,研究了靜壓支撐單元的支點位置、單元剛度分級布局優(yōu)化方法。具體研究內(nèi)容如下:第一部分是反射鏡設(shè)計。以不同口徑的“實心圓板”為模型,根據(jù)其支撐位置優(yōu)化結(jié)果,確定了4個支撐圈的支撐半徑與圓板口徑的定量關(guān)系,并結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)驗公式初步設(shè)計了4 m輕量化反射鏡。通過集成優(yōu)化方法,對輕量化反射鏡進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。優(yōu)化后,鏡體質(zhì)量從3.15 t減少到1.44 t,減輕了54.13%;光軸豎直方向,1g重力下,面形精度RMS值為11.58 nm,均滿足設(shè)計指標(biāo)。第二部分是支撐剛度和支撐位置分級布局優(yōu)化。分析了靜壓支撐單元的剛度差異對反射鏡面形精度的影響。提出了自適應(yīng)幾何更新的支撐單元剛度和支撐位置分級布局優(yōu)化方法。針對等力靜壓支撐系統(tǒng)搭建支撐剛度和支撐位置分級布局優(yōu)化流程,針對不等力靜壓支撐系統(tǒng)搭建了支... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SNAP支撐結(jié)構(gòu)示意圖

第1章緒論3圖1.2SPICA支撐結(jié)構(gòu)示意圖主鏡由18塊鏡子組成的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），通過子鏡與一個桁架結(jié)構(gòu)相連接的方式，對每個子鏡進(jìn)行支撐，每個子鏡背部均安裝了促動器，對其所在的空間位置進(jìn)行調(diào)整，保證主鏡在軌運行時的面形精度。整個反射鏡在發(fā)射時處于折疊狀態(tài)，在軌運行時進(jìn)行展開，這種方式節(jié)約了運載火箭的空間[6,7]，JWST子鏡支撐結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3所示。圖1.3JWST子鏡支撐結(jié)構(gòu)示意圖Itek公司為了保證某1.8m口徑輕量化主鏡的光學(xué)加工質(zhì)量，設(shè)計了由27個液壓支撐相連接的被動靜壓支撐方案，由于液壓支撐不能限制全部的空間6自由度，還設(shè)置了3個定位支撐。由于相同連組的液壓支撐輸出力相同，所以此套支撐方案無需

第1章緒論3圖1.2SPICA支撐結(jié)構(gòu)示意圖主鏡由18塊鏡子組成的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），通過子鏡與一個桁架結(jié)構(gòu)相連接的方式，對每個子鏡進(jìn)行支撐，每個子鏡背部均安裝了促動器，對其所在的空間位置進(jìn)行調(diào)整，保證主鏡在軌運行時的面形精度。整個反射鏡在發(fā)射時處于折疊狀態(tài)，在軌運行時進(jìn)行展開，這種方式節(jié)約了運載火箭的空間[6,7]，JWST子鏡支撐結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.3所示。圖1.3JWST子鏡支撐結(jié)構(gòu)示意圖Itek公司為了保證某1.8m口徑輕量化主鏡的光學(xué)加工質(zhì)量，設(shè)計了由27個液壓支撐相連接的被動靜壓支撐方案，由于液壓支撐不能限制全部的空間6自由度，還設(shè)置了3個定位支撐。由于相同連組的液壓支撐輸出力相同，所以此套支撐方案無需

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]天基大口徑反射鏡輕量化設(shè)計及復(fù)合支撐技術(shù)研究[D]. 王克軍.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[3]光機(jī)熱一體化研究及成像分析[D]. 宋席發(fā).北京理工大學(xué) 2015
[4]2m級地基望遠(yuǎn)鏡SiC主鏡輕量化設(shè)計及支撐技術(shù)研究[D]. 范磊.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2013

碩士論文
[1]空間相機(jī)反射鏡及其支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 李慎華.長春工業(yè)大學(xué) 2018
[2]光學(xué)自由曲面加工誤差對光學(xué)性能影響的分析方法研究[D]. 田霏.天津大學(xué) 2016
[3]光機(jī)熱集成分析方法與技術(shù)研究[D]. 溫敬陽.西安電子科技大學(xué) 2008
[4]光機(jī)集成有限元分析光學(xué)面形后處理研究與實現(xiàn)[D]. 李賢輝.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2004



本文編號：3466148