大孔径长条反射镜支撑结构的设计

合集下载

大口径反射镜结构参数优化设计

确定反射镜轻量化形式
反射镜支撑位置优化
反射镜灵敏性分析
法设计出的反射镜轻量化程度更高，结构更合理，但由于拓扑优化
考虑了很多实际加工参数及可操作性等因素，加深了反射镜轻量化设计的复杂度和可实现性，目前还处在进一步研究阶段。３）借助
反射镜结构参数优化
否
有限元软件，利用一定的优化算法对反射镜进行外形和尺寸优化＿。本文结合工程应用，在第３轻量化方法的基础上，提出了６ｊ种
一
满足性
种反射镜结构优化设计流程（图１。见）这样的结构优化流程不仅能够有效地避免不同环节间的反复优
蜂窝夹芯轻量化结构反射镜较其他轻量化结构的反射镜在相同的刚度和强度下轻量化程度更高，目前对蜂窝夹芯反射镜的轻量化设计多采用拓扑优化法或有限元软件法。在此基础上若能分析
出各结构参数对面形精度的影响曲线，则能够进一步提高反射镜的轻量化率，使设计结果更加科学合理。本文基于这样的思考，对反射镜结构参数进行了优化分析，得到了反射镜结构参数对面形精
镜直径厚度比大、易受各种外界因素影响的特点，依靠支撑镜面的几十到几百个促动器和传感器来控制镜面达到所需的面形精度。但超薄镜支撑技术的研制工程大、耗资高，技术还不够成熟。３）选择有效的轻量化结构并确定最优的结构参数，这是在现有的材料和工艺基础上提高反射镜轻量化程度最实际有效的途。

大口径反射镜轻量化及其支撑结构设计

大口径反射镜轻量化及其支撑结构设计李畅;何欣【摘要】为了满足大口径（800mm ×400mm）矩形轮廓反射镜的结构稳定性设计要求，采用背部3点支撑方式，基于Bipod原理，为某超宽覆盖空间的相机主镜设计了一种新型柔性支撑结构。

分析了反射镜各结构参量对其质量和刚度的影响，选取其中影响较大的参量作为设计变量，对镜体轻量化结构进行了优化设计，并进行了有限元分析。

结果表明，优化设计后的反射镜组件具有较好的力学适应性、温度适应性和动态刚度。

振动试验结果与有限元分析结果相符，证明了其准确性。

%In order to satisfy the structure stability of a large rectangle mirror (800mm ×400mm), a novel flexible supporting structure of space camera primary mirror with super wide coverage was designed by Bipod principlein which three supporting points were adopted in backside of themirror .The influence of the structure parameters on the mass and stiffness of the mirror was analyzed .The parameters which had significant effect were chosen as the design variables and the optimization design of mirror lightweight structure was carried out .The finite element analysis was conducted .The results indicate that the mirror structure has better mechanical adaptability , thermal adaptability and dynamical stiffness .The results of finite element analysis are consistent with the results of vibration test .【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P337-340)【关键词】光学制造;结构设计;大口径反射镜;轻量化;支撑结构【作者】李畅;何欣【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033; 中国科学院大学，北京100049;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033【正文语种】中文【中图分类】TN202引言随着科学技术的不断发展以及对地观测要求的不断提高，高分辨率、宽覆盖的空间相机逐渐成为光学遥感器的发展趋势，因此，通常采用具有长焦距、大口径、大视场等特点的离轴三反光学系统［1-2］。

大口径空间反射镜大容差支撑结构设计与优化

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎａｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｐａｃｅｍｉｒｒｏｒ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｓｓｅｍｂｌｉｎｇｃａｎｎｏｔｂｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄａｎｄｔｈｉｓｃａｕｓｅｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｉｒｒｏｒｔｏｄｅｇｒａｄｅ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｈｉｇｈ－ｓｔａｂｉｌｉｔｙｓｕｐｐｏｒｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒａｓｐａｃｅｍｉｒｒｏｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ．Ａ１．５－ｍａｐｅｒｔｕｒｅｈｉｇｈ－ｔｏｌｅｒａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈ－ａｃｃｕｒａｃｙｓｐａｃｅｍｉｒｒｏｒｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗａｓｆａｂｒｉｃａｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｉｒｒｏｒｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｅｘｐｅｒｉ－ｅｎｃｅ．Ｔｈｅｍｉｒｒｏｒｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ－ｂｏｎｄｅｄｓｉｌｉｃｏｎｃａｒｂｉｄｅ．Ａｂａｃｋ－ｈａｌｆｏｐｅｎｔｒｉａｎｇｌｅｗａｓｓｅ－
ｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｍｉｒｒｏｒ．ＴｈｅｍａｉｎｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅｔｈｅｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｕｓｉｎｇｉＳＩＧＨＴ，ａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅ（ＲＭＳ）ｉｎｎｉｎｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｗｉｔｈａ０．０１－ｍｍ

长条形空间反射镜及其支撑结构设计

ｑｅｃｆｈｒｏｏｕｎｙｏｅｍｉｒｒｃｍｐｎｎｓ１Ｈｚｎｈｕｆｃｉｕｅａｃｒｃｔｏｅｔｉ９７，ａｄｔｅｓｒａｅｆｒｃｕａｙＲＭＳｏｈｒｏｅｃｅｇｆｔｅｍｉｒｒｒａｈｓ５０，４４ｎ．９ｎｗｈｎｇａｉｙｌａｓａｐｉｄｉｈｉｅｔｎｆＸ，Ｙ，ａｄＺａｅ，ｒｓｅ — ．６．３ａｄ７５ｍｅｒｖｔｏｄｉｐｌｎｔｅｄｒｃｉｓｏｅｏｎｘｓｅｐｃ
＊Ｃ５咒ｕｈｒ，－ｉ：ｉｌ０４（ｃｍ０ｊ０ｒ８ｇａｔｏＥｍａｌｌｚ２００ “．ｏ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｌｘｂｅｓｐｏｔｓｒｃｕｅｗａｒｐｓｄｔｅｐｔｅｈｇｅｕｆｃｉｕｅａｃｒｃｆｓａｅｆｅｉｌｕｐｒｔｕｔｒｓｐｏｏｅｏｋｅｈｉｈｒｓｒａｅｆｒｃｕａｙｏｐｃｇ
第ｌ卷９
第５期
光精密工程学
０ｐｉｓａｄＰｒｃｓｏＥｎｎｅｉｇｔｎｅｉｉｎｇｉｅ
Ｍａｖ２０１１
２１０１年５月
文章编号
１０ —２Ｘ（Ｏ１Ｏ —０９００４９４２１）５１３—９
ｗａｎｌｚｄａｄｉｓｓｒｃｕｅｗａｐｉｚｄＡｎｌｓｓｒｓｌｓｓｏｔａｈｉｓｒｅａｕａｒ — ｓａａｙｅｎｔｔｕｔｒｓｏｔｍｉｅ．ａｙｉｅｕｔｈｗｈｔｔｅｆｒｔｏｄｒｎｔｒｌｆｅ

大孔径光学反射镜球铰支撑设计与分析

镜球铰支撑的结构设计进行了论述，同时为了验证设计的可行性采用了非线性分析方法，对实际模型进行解
算．确定了球铰支撑预紧力的选取范围为５１５０Ｎ — ０。通过模拟件试验验证了采用球铰支撑的反射镜能够满足倾斜量＜５的设计要求，使反射镜在一定的工作环境中能够稳定地工作，满足系统成像的需要。本文可为大孔径光学反射镜支撑技术提供一定的参考和借鉴。
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｓａｋｙｔｃｎｌｇｆｈｇｒｓｌｔｎｃｍｅａｈｕｏｔｏａｇｐｒｕｅｏｔｃｌｍｉｏｓａｅｅｅｈｏｏｙｏｉｈ－ｅｏｕｉａｒ，ｔｅｓｐｐｒｆｌｒｅａｅｔｒｐｉａｒｒｍｕｔｈｖｏｅｏｇｇｄｔｎｏｌｘｂｌｙｔｔｆｒｔｅｍｉｒｒｔｃｎａａｔｔｈｍｐｃｎｍｉｒｒｗｈｎｔｅｔｍｐｒｔｒｎｕｈｒｉｉａｄｓｍｅｆｅｉｉｉｏｆｏｈｒｏ．Ｉａｄｐｏｔｅｉａｔ０ｒｏｅｈｅｅａｕｅｉｙｔｉｃａｇｓｔｃｎａｓｒａｌｎａｃｈｅｉｂｉｔｎｄｐａｉｎｏｈａｇｐｒｕｅＩｉＯｎｖｒｕｆｉａｌｈｎｅ．ＩａｌｏｇｅｔｅｈｎｅｔｅｒｌｌｙａｄａａｔｔｏｆｔｅｌｒｅａｅｔｒＴｌＦｉｉｔｅｏｔｂｌｙａｉＩＴｓｈｎｅｓｒｃｕｅｎｔｉａｅ，ｔｅｂｌｈｎｅｓｐｏｔｏａｇｐｒｕｅｏｔａｒｏｓｄｓｒｂｄｔｒｕｈｔｅｃｌｉｇｔｕｔｒ．Ｉｈｓｐｐｒｈａｌｉｇｕｐｒｆｌｒｅａｅｒｐｉｌｍｉｒｉｅｃｉｅｈｏｇｈｏｎ— ｔｃｐｒｓｎｏｏｒｏｕｐｒｓａｉｏｆｓｍｅｍｉｒｒｓｐｏ．Ｍｅｎｉ，ｈｏｌｎａｎｌｓｓｉｄｐｅｎｏｄｒｔｅｉｈｅｓｂｌｔｆｔｅｔａｗｈｌｔｅｎｎｉｅｒａａｙｉｓａｏｔｄｉｒｅｏｖｒｆｔｅｆａｉｉｙｏｈｅｙｉ

光学反射镜柔性支撑方式静态分析与计算

光学反射镜柔性支撑方式静态分析与计算[摘要] 本文采用非线性有限元分析方法，以球铰支撑结构的反射镜为例，最大程度地模拟实际结构,并将罚函数的摩擦形式引进到摩擦接触对中，进行实际模型的解算，使得分析结果更加精确。

同时对全固定支撑方式分析结果进行比较，说明了球铰支撑静态环境下工作的稳定性。

[关键词] 有限元球铰静态1.引言由于反射镜组件在使用环境的温度变化以及不可克服的重力场等因素作用下，都会引起参与成像的反射镜发生变形，从而造成光学反射镜的面形精度下降，最终导致成像质量的降低。

合理的支撑方式会较大程度的减小环境因素对光学成像系统的影响，而在支撑方式中设置一定程度柔性环节是行之有效的方法，特别是在空间环境下的空间望远镜、空间遥感器中采用柔性结构就更加普遍。

柔性结构有多种形式，如柔性弹簧片、球铰支撑等等多种形式。

本文利用非线性有限元工程分析对某型光学反射镜球铰支撑方式进行了静态分析和评价【1-2】。

2.球铰支撑反射镜组件工程分析本文所研究的反射镜及其支撑结构如图1所示。

其主要结构件由衬套、圆锥压块、球头、顶丝构成【3】。

2.1球铰支撑的基本形式反射镜通光孔径为800mm×600mm，球半径5200mm，反射镜最小厚度为115mm，材料为sic。

由于长条反射镜孔径较大，所以采用9点支撑形式，如图1所示。

反射镜与支撑件之间用殷钢锥套过渡，并且将殷钢线胀系数调节到与反射镜的一致，以实现反射镜的温度适应性。

球头的球半径24mm，所选用的殷钢材料与上下圆锥压块、衬套相同，其线胀系数调配得也与反射镜材料相同。

在实现局部三点定位后，再通过小三角板实现三点到一点的过渡，并且最终通过大三角板过渡后实现九点到三点定位。

4块三角板材料选用钛合金，以便降低质量，所选材料的属性见表1。

衬套与反射镜的镜体胶接在一起，通过备紧顶丝将两个圆锥压块与球头压紧，而球头尾杆又通过锁紧螺母与三角板联接。

图1 反射镜及其球铰支撑结构表1反射镜组件选用主要材料属性表材料10-6kg/mm3 egpa μ smpa a10-6 /°c碳化硅 3.12 320 0.18 360 2.15钛合金 4.4 114 0.29 890 8.90殷钢8.3 150 0.25 510 2.15…2.2建立有限元模型2.2.1有限元模型的划分原则在实体几何模型的基础上应用msc.patran有限元分析软件对几何实体进行有限元模型划分。

大口径光电经纬仪主反射镜支撑结构设计

ｍｉｒｒｏｒｏｆｌａｒｇｅａｐｅｒｔｕｒｅｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ
ＳＡＮＸｉａｏ — ｇａｎｇ，，ＳＵＮＮｉｎｇ，ＺＨＵＯＲｅｎ — ｓｈａｎ，ＱＩＡＯＹａｎ — ｆｅｎｇ
结构进行了研究。分析了现有轴向和径向支撑结构的局限性，提出了适用于大口径主镜的新的轴向和径向支撑结构，并
阐述了该支撑结构的工作原理和优势。利用有限元分析软件建立了主镜的参数化模型，优化了主镜轴向支撑点和径向支撑点的位置，并分析了主镜光轴在竖直和水平位置两个极限状态下的面形误差，计算得到了主镜在竖直状态下面形误
第２１卷
第１２期
光学精密工程
ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉ．１２
Ｄｅｃ．２０１３
２０１３年１２月
文章编号
１００４ — ９２４Ｘ（２０１３）１２ — ３１１１一Ｏ７
（１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３９，Ｃｈｉｎａ）

长条反射镜轻量化及支撑结构设计

０引言
随着微小卫星技术的发展，要研制适于小需卫星的轻型、分辨力、覆盖空间相机。该相机高宽
为了解决这个问题，中针对反射镜及支撑结构，文从材料选取、构优化两方面人手进行了研究。结文中所研究的长条型平面反射镜，个光学整
技术，Ｃ将ＡＤ构造的结构模型，散为有限的单离
适应空间应用的光学系统。然而轻型、大视场、高分辨力等指标间存在相互矛盾、相互制约的关系。
收稿日期：２１ — ５１０００ — ０基金项目：国家８３基金资助项目（６————３）６８３２５１１Ｂ
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｅｆｎｉｅｅｅｎｔａｔｉｔｌｍｅｔｍｏｄｌｏｏｅｋｎｄｆｌｇｉｔｄｍｉｒｒａｅｂｕｌｏｎａｙｉｇｔｅｓｆｒｓｍｉｓｏｉｈｔｗｅｇｈｅｒｏｒｉｔｆｒａｌｚｎｈｅｉｆｕｅｅｏｆｔｉｒｒｗｅｇｎｉｓｓｆｃｏｒａｃｒｃｒｎｇｔａｉａｉｎａｄｔｓｉｇｐｒｃｓ．ｎｌｎｃｈｅｍｒｏｉｈｔｏｔｕｒａｅｆｍｃｕａｙｄｕｉｈｅｆｂｒｃｔｏｎｅｔｎｏｅｓＴｈｅｓｍｕａｉｎｒｓｔｈｏｔｔｔｉｈｔｒｔｅｃｓｔ３．９，ｔｉｌｔｏｅｕｌｓｓｗｈａｈｅｌｇａｅｒａｈｅｏ４５ｈｅＲＭＳｏｆｔｒｏｒｓｆｃＳｈｅｍｉｒｕｒａｅｉ１４．３ｎｍｎｄｔｅＰＶｌｅｉ．８ｎｍ．Ｔｈｅｗｅｇ。ｓｉｆｓｎｄｓｒａｅａｃｒｃｆｔｉｒｒｃｎａｈｖａｕｓ７５ｉｈｔｔｆｎｅｓａｕｆｃｃｕａｙｏｈｅｍｒｏａｍｅｔｔｎｎｅｉｇｒｑｒｍｅ，ａｄｔｒｏｒｓｒｃｕｅｉｅｓａｅｅｈｅｅｇｉｅｒｎｅｕｉｅｎｔｎｈｅｍｉｒｔｕｔｒｓｒａｏｎｂｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｒｒｉｈｔｗｅｇｈｔｉｉｅｅｅｅｅｈｏｒｏ；ｌｇｉ；ｆｎｔｌｍｎｔｍｔｄ．

大口径主反射镜支撑结构设计

第３７卷第ｌ２期
２１年１００２月
光电工程
ＯｐｏＥｌｃｒｎｉｇｎｅｉｇｔ — ｅｔｏｃＥｎｉｅｒｎ
、ｌ７Ｎｏ１，－。．２ｏ３
Ｄｅ．ｃ２０１０
文章编号：１０ — ０Ｘ２１）２００ — ５０３５１（００１ — ０１０
面形精度满足要求而在温变载荷作用下面形精度严重超差的问题。利用有限元分析软件进行了主镜组件的静、动态刚度及热尺寸稳定性分析，并在分析的基础上对支撑结构中的柔性环节结构参数进行修正，在保证支撑刚度的
同时降低了重力、装配应力和热应力对面形精度的影响。分析和试验结果表明，主镜在重力和４Ｃ均匀温升载荷＂
下面形精度达到Ｐ＜／０ＭＳ２５（＝３．ｎ，主镜组件一阶固有频率为１６，动力学环境下最大应力６ＶＡ１，Ｒ＜／０Ａ６２８ｍ）１Ｈｚ５
ＭＰ，各项指标完全满足光学系统对主反射镜的设计要求。ａ关键词：空间相机；主镜；支撑结构；柔性铰链；有限元分析
ＧＵＡｉｇｊｎ，ＸＩｎ－ｉＮＹｎ－。ｕＮＨｏｇｗｅｚ
（．ｃｏｌｆｃａｒｎｃｎｉｅｒｇＣａｇｈｎＵｉｒｉｅｈｏｏｙＣａｇｈｎｌ０１，ｈｎ；１ＳｈｏＭｅｈｔｉＥｇｎｅｉ，ｈｎｃｕｎｖｓｙｏｃｎｌ，ｈｎｃｕ３０２ＣｉａｏｏｎｅｔｆＴｇ２ＣａｇｈｎＩｓｉｔｆＯｔｓＦｉＭｅｈｎｃａｄＰｙｉ，ｈｅｅｃｄｍｆＳｉｃ，ｈｎｃｕ３０３Ｃｉａ．ｈｎｃｕｎｔｕｔｅｏｐｉ，ｎｃｅｃａｉｎｈｓｓＣｉｓＡａｅｙｏｃｎｅＣａｇｈｎ１０３，ｈｎｓｃｎｅ

空间遥感器长条形反射镜背部支撑技术

ＢａｋｓｄｅＳｃｉｕｐｐｏｔＴｅｈｎｉｒｃｑｕｅｆｒａＲｅｔｎｇａｏｃａｕｌｒＲｅｅｔｒｏｐａｅＲｅｏｅＳｅｏｌｆｃｏｆＳｃｍｔｎｓｒ
Ｔｉ— ｕ．ｎ．Ｉａｇ１ＡＮＪｎｇｏＨＥＸｉＬＵＱｉｎ，２
构的参数。最后通过力学环境试验测试了反射镜组件模拟件的力学特性。结果表明，
该结构满足设计要求。关键词：长条形反射镜；背部支撑；轻量化；柔性支撑结构；有限元分析
中图分类号：ＴＨ１２２文献标识码：ＡＤＯＩ１．６／．ｓ．６２８８．１．８０：０３９ｊｓｎ１７—７５２２０．３９ｉｇｌｒｒｆｃｏ；ｃｓｄｕｐｏｔｌｈｗｅｇｔｆｘｂｅｓｐｏｔｆｔｌｍｅｔａａｙｉｄｓｅｔｎｕａｅｅｔｒｂａｋｉｅｓｐｒ；ｉｔｉｈ；ｅｉｌｕｐｒ；ｎｉｅｅｅｎｎｌｓｓｌｇｌｉ
摘要：从反射镜及其支撑结构的材料选择、反射镜的轻量化设计以及支撑结构设计三个方面对某空间遥感器长条形反射镜进行了详细的设计。反射镜采用底面开口、三角形加强筋的轻量化形式和背部６点柔性支撑结构。通过有限元分析确定了柔性支撑结
文章编号：１７．７５２１）８０１—６６２８８（０２０—０６０
空间遥感器长条形反射镜背部支撑技术

大口径光学遥感器主反射镜支撑设计

ｍｉｒｒｈｕｐｓｎｕｆｃｒｃｓｏｆｐｉｒｒｏｓｒａｉｅｙｕｉｇｌｔｒｌｓｐｏｔｓｒｃｕｅｒｏ，ｔｅｓｐｏｉｇｓｒａｅｐｅｉｉｎｏｒｍａｍｉｒｒｉｅｌｄｂｓｎａｅａｕｐｒｔｕｔｒ．ｙｚ
ａｄｄｓｒｂｔｎａｅａｓｎｌｚｄａｄｏｔｚｄｕｉｇｆｎｔｌｍｅｔｍｅｈｄｎｉｔｕｉｒｌｏａａｙｅｎｐｉｅｓｎｉｅｅｎｔｏ．Ｃｏｉｉｇｔｅｃａａｔｒｓｉｓｏａｇｉｏｍｉｉｅｍｂｎｎｈｈｒｃｅｔｃｆｌｒｅｉ
结合大口径反射镜的特点加入侧面辅助支撑，得到了理想的面形精度。关键词：大口径主反射镜；组合支撑；工程分析中图分类号：Ｔ７３Ｈ０．３文献标识码：Ａ
ＤＯＩ１．７８０ＭＥＩ２１２００６：０３８／００７５．０１
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｓｔｅｋｙｃｍｐｎｎｆｏｔｃｌｒｍｏｅｓｎｏ，ｔｅｓｒａｅｐｅｉｉｎｏｒｍａｙｍｉｒｒｉａｔｍａｉｇｈｅｏｏｅｔｏｐｉａｅｔｅｓｒｈｕｆｃｒｃｓｏｆｐｉｒｒｏｍｐｃｓｉｇｎｑａｉｙｄｒｃｌ，ａｄｔｅｄｓｇｆｉｕｐｒｓｒｃｕｅｉｔｅｋｙｔｃｎｌｇｆｏｉａｅｔｅｓｒｕｌｉｅｔｔｙｎｈｅｉｎｏｔｓｐｏｔｔｔｒｓｈｅｅｈｏｏｙｏｐｔｌｒｍｏｅｓｎｏ．Ｔｈｕｐｒｓｕｃｅｓｐｏｔｓｒｃｕｅｏｒｍａｒｏｔａｇｐｒｕｅｉｅｅｒｈｄｎｔｉａｅ．Ｎｕｅｆｓｐｏｔｐｉｔｎｔｏａｔｔｒｆｐｉｒｍｉｒｒｗｉｈｌｒｅａｅｔｒｓｒｓａｃｅｉｈｓｐｐｒｕｙｍｂｒｏｕｐｒｏｎｓａｄｉｌｃ — ｓ

大长细比反射镜侧面支撑结构设计与分析

ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｉｄｅｉｆｅｌｄｏｆｖｉｅｗａｎｄｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔＴＭＡｃａｍｅｒａｉｎｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｍａｇ — ｉｎｇａｒｅａ，ｄｅｓｉｇｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｆｏｒｌａｒｇｅａｐｅｒｔｕｒｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｍｉｒｒｏｒｓｗｉｔｈｌａｒｇｅａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏｂｅｃｏｍｅｓａ
ＬＵＯＴｉｎｇｙｕｎＺＨＡＮＧＦｅｎｇｑｉｎＦＡＮＢｉｎ
（ＢｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６，Ｃｈｉｎａ）
究和有限元分析相结合的方法设计了一种侧面柔性支撑结构。分析结果表明，反射镜组件一阶频率达到１１４．９Ｈｚ，在重力和２ ℃温变耦合下综合面形变化均方根值只有４．９ｎｍ，工艺件的力学振动试验结果和仿真分析基本吻合，反射镜支撑结构设计合理，满足空间应用要求。关键词大长细比柔性支撑有限元分析力学试验中图分类号：Ｖ４７５．３文献标志码：Ａ文章编号：１００９．８５１８（２０１３）０４．００６６．０５

空间长条形反射镜背部三支撑点的设置

空间长条形反射镜背部三支撑点的设置空间长条形反射镜是一种常用的光学元件，用于反射光线。

其背部三支撑点的设置对于反射镜的稳定性和使用效果都起到重要的作用。

下面将详细介绍空间长条形反射镜背部三支撑点的选择与布置。

首先，选择合适的支撑点位置是确保空间长条形反射镜稳定的关键。

支撑点应该均匀分布在反射镜背部，以提供平衡的支撑力。

通常情况下，我们选择将三支撑点设置在反射镜的顶部、底部和中间位置，以形成一个稳定的三点支撑结构。

其次，每个支撑点的材质和形状也需要慎重选择。

首先考虑的是支撑点的材质，应具备足够的硬度和耐磨性，以确保反射镜长期使用不会损坏。

常用的材料包括金属、塑料或陶瓷等。

其次，支撑点的形状应该适合反射镜的背部曲率，以提供最适合的支撑面积。

常用的形状包括球形、圆柱形或锥形等。

然后，支撑点的固定方式也需要细心考虑。

支撑点与反射镜之间的固定方式应该坚固可靠，以防止在使用过程中出现松动或脱落的情况。

常用的固定方式包括螺丝固定、胶粘剂固定或焊接固定等。

需要注意的是，在固定过程中应避免对反射镜造成额外的损伤或应力。

最后，为了进一步增强反射镜的稳定性和使用寿命，可以考虑添加隔振结构。

隔振结构可以抑制外界振动和冲击对反射镜的影响，提高反射镜的抗干扰能力和使用稳定性。

常用的隔振结构包括吸震垫、弹簧支撑或液体阻尼等。

综上所述，空间长条形反射镜背部三支撑点的设置对于反射镜的稳定性和使用效果至关重要。

选择合适的支撑点位置、材质和形状，并采用适当的固定方式和添加隔振结构，可以有效地提高反射镜的使用寿命和性能稳定性。

在实际应用中，我们应该根据具体的需求和环境条件来设计和选择合适的支撑方案，以获得最佳的使用效果。

空间遥感器大口径反射镜支撑结构型式综述

维普资讯
航天返回与遥感
１８
ＳＡＥＲＡＴＢｃ）Ｒ＆ＰＣＣＦＲＩ Ⅶ Ｙ
姗
ｓＳＧｌ
第２卷第２７期２ＯＯБайду номын сангаас年０６月
空间遥感器大口径反射镜支撑结构型式综述
曾勇强傅丹鹰孙纪文连华东
施，尽量使主镜组件具有恒定的温度水平和很低的温度梯度，另一方面支撑结构设计要尽可能屏蔽温度对反射镜变形的影响。３发射条件。主镜口径的增大，）引起主镜组件质量的增加，不仅动力学特性下降，而且也影响整机
反
的自然频率。支撑结构应能承受发射时的大过载要求，不能损坏主镜。
易通过支撑结构引起反射镜的面形变化。进入太空轨道以后，在地面已达到工程使用要求的主镜由于自重的消失和复杂的外界温度的变化… ，面面形１镜
尽量避免较大集中力的产生，使力尽量均匀地传递，最终实现反射镜的镜面变形最小，得到最好的成像质量。
２影响支撑结构设计的外部条件
（ｅｉｓｔｅｏａｅＭｃａｉ＆ＥｅｔｃｙＢｉｎ１（７）ＢｉｎＩｔｕｆｐｃｅｈｎｃｊｇｎｉｔＳｓｌｒｉ，ｅｉｃｉｔｊｇ０）６Ｉ
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｓｍｒｅｉａｔｓｗｉｈｉｆｅｃｅｄｓｎｏｕｐｒｓＭｔｒｆｌｇｒｏｒｓｒｃｈｓａｅｕｍａｉｓｍａｎｆｃｏｈｃｎｕｎｅｔｅｉｆｓｐｏｔｔｃｕｅｏｒｅｍｉｒｆｚｒｌｈｇｌａｒｏｓａｅｒｍｏｅｔｉｏ，ｒｓｎｓｓｖｒｌｐｍａｙｐｔｒｓａｄｄｓｕｓｓｓｌｅｃｎｅｎｄｋｙｐｏｌｍｓｉｅｄｉｒｃｓ．ｐｃｅｔｅ１ｒｐｅｔｅｅａｒｒａｔｎ，ｎｉｓｅｏｎｏｃｒｅｅｒｂｅｔ￣ｇｐｅｓ￣ｓ，ｅｉｅｃｎｈｎｏ

大口径反射镜侧支撑结构力学分析

ｏｅｏａｉｎｏｔｉｅｙｆｉｌｍｅｔｍｅｈｄｍｅｔｔｅｄｍａｄｆｔｌｒｎｅｏｅｏｔａｙｔｍ，ｎｔｉｐｏｅｆｄｆｒｔｂａｎｄｂｎｔｅｅｎｔｏｅｅｎｓｏｅａｃｆｈｐｉｌｓｍｏｉｅｈｏｔｃｓｅａｄｉｓｒｖｄｔａｈａｅａｕｐｒｓｒｃｕｅｗｉｈｄｆｅｐｘｅｉｄｅｉｅｃｎｒｄｃｈｕｆｃｅｏｍａｉｎｏｐｉａｈｔｔｅｌｒｌｓｐｏｔｔｒｔｔｅｍｏｉｄｅｏｙｒｓｎａｈｓｖａｅｕｅｔｅｓｒａｅｄｆｒｔｏｆｏｔｌｔｔｕｈｉｃ
ＡｂｔａｔＳｖｒｌｋｎｓｏａｅａｕｐｒｓｕｔｒｓｏｈｒｒｒＯｎａｖｃｕｓｒｃ：ｅｅａｉｄｆｌｔｒｌｓｐｏｔｃｕｅｆｔｅｐｉｙｍｉｒｉａｕｍｔｌｓｏｅｗｅｅｄｓｕｓｄｔｒｍａｒｅｅｃｐｒｉｓｅｃ
ｔｅｒｔａｌｎｎｌｚｄｒｓｅｔｖｌｙｆｎｔｌｍｅｔｍｅｈｄｈｅｏｍａｉｎｒｓｌｆｔｅｐｉｒｒｏｎｈｏｅｉｌａｄａａｙｅｅｐｃｉｅｙｂｉｅｅｎｔｏ．Ｔｅｄｆｒｔｅｕｔｏｈｒｍａｙｍｉｒｉｃｙｉｅｏｓｒ
ｍｉｏａｓｄｂｈｔｒｌｕｐｒｓｒｃｕｅｗｉｈｄｆｄｅｏｙｒｓｎａｈｓｖｒａｃｌｔｄＦｎｌ，ｈｅｕｔｒｒｕｅｙｔｅｌｅａｐｏｔｕｔｒｔｔｅｍｏｉｅｐｘｅｉｄｅｉｅｗｅｅｃｌｕａｅ．ｉａｌｔｅｒｓｌｃａｓｔｈｉｙｓ维普资讯 ht Nhomakorabeap://

大口径反射镜下倾状态支撑结构的研究

｝ｉｒｃｍｌ．ａｅｏａｉｔｏｔｃｕｅａａｓｒｒｍ，ｅｎｗｏｅｏｓｉｂｅｓｌｔｎ，ｎ｛ＴｅｏｐｅＢｓｎａｖｅｆｓｕｔｒｎｙｉｐｏａｓｗｏｆｒｔｕｔｌｏｉｓａｄｌ￣ｘｒｙｒｌｓｇｆｗａｕｏ
》ｓｈｒｍｒｒｈｐｏｏｔａｔｉｄｈｏｇｅＥ．ｍｅｅｅｉｑｉｍｎｎｔａ《ｐｅｉｏＴｅｕｐｒｐｉｓｅｐｉｚｒｈｔＡ／ｅｔｔｓｎｒｕｅｅｔａｄｅｅｒ．ｓｔｎｏｍｅｔｕｈＦｔｒｓｈｄｇｅｒｓｇｓ
；ｈ。ｔｒ。ｂｄａｌｔｌ。ｅｎｌｎｆｓｅｅｕ凡ａａｅｅｉ．ｉｓａｂ
ｌｓｐｏｔｔｃｕｅａｅｍｔｒｌｒｓａｃｅ．ｏｅｅ， ’ ｏｎａｄｓｐｎ，ｅｓｐｏｔｉｄｗｗｏｉｇｔｕｐｒｓｕｔｒｉｅ２ｒｙｒｆｔｒｌｈｒｌ
・ ’、 ’ § ” 、一十斗 ’、ｔｔ ’ 一 ’ 、１毫、，靠 ’ ” ｌ、、毫毫一 ’、１、一十开Ｉ一量毫＂ ” 、斤．毫＼十 ” 、毫ｔ — ｓ ’、毫ｉ．、ｔ ’
｝ｈｈｃｕｃｃａｎｅＶａｅｔｅｒａｏｄｈＲＳａｅｈａｕｐａｉｓｒｅｉｉｃｒｙｙａｕｉｆｕｏｈｄｏｔｎｎｅＭｕＴｅｃａｒｔｅｐｏｇａａｂｃｌｇＰｖｅｆｍｉａｔｖ．ｔｃｃｖｌｔｌｆｌｌ
ＷＡＮＤｏｇｓｅｇ，ＷＵＪｎｈＬＵＹｏｇｑｎ — ｈｎ１ｉ— ｕ，Ｉｎ — ｉ２ ’

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

表明：性铰链最薄处厚度为４ｒｍ，弧半径为２ｍｍ时，射镜在重力和４柔ｎ圆反 ℃均匀温升工况下的面形精度ＲＭＳ值均优
于１．ｍ；件实际一阶固有频率为１６Ｈｚ与有限元分析结果的误差小于５；性支撑结构动态应力响应远小于２３ｎ组４，柔
大孔径长条反射镜支撑结构的设计
辛宏伟¨ ，关英俊李景林杨利伟董得义张学军，，，，
（．１中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１０３；３０３２长春工业大学机电工程学院，．吉林长春１０１３０２）
中图分类号：４．；Ｖ４３５ＴＨ７３０
Ｄｅｉｎｏｕｏｔｆｒｌｒｅａｅｔｒｅｔｎｇｌｒｍｉｒｒｓｇｆｓｐｐｒｏａｇｐｒｕｅｒｃａｕａｒｏ
ＸＩＨｏｇｗｅ¨ ，ＧＵＡＮｎ－ｕｚＮｎ — ｉＹｉｇｊｎ，ＬＩｉｇｌｎ —ｉ，ＪｎＹＡＮＧｉｉ，Ｌ－ＤＯＮＧ－ｉ，ＺＨＡＮＧｅｊｎｗｅＤｅｙＸｕ－ｕ
摘要：了使大孔径长条形空间反射镜支撑结构同时满足高刚度、强度和良好的热尺寸稳定性要求，立了反射镜支为高建撑系统的模态解析数学模型，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。根据模态解析并解得出３个支撑点确保质量分布相对均匀时，统的动一态刚度最大的结论，结合有限元分析技术确定了反射镜的系静并
（．ＣｈｎｃｕｎｔｔｔｆＯｐｉｓ１ａｇｈｎＩｓｉｕｅｏｔｃ，ＦｉｅｅｈｎｃｎｙｉｓｎｃａｉｓａｄＰｈｓｃ，ＭＣｈｎｓａｅｆＳｉｎｅ，Ｃｈｎｃｕ３０３ｉｅｅＡｃｄｍｙｏｃｅｃｓａｇｈｎ１０３，Ｃｈｎｉａ；２ｃｏｌｆＭｅｈｔｏｉｇｎｅｉｇ，ＣａｇｈｎＵｎｖｒｉｆｅｈｏｏｙ，Ｃａｇｈｎ１０１，Ｃｉａ．ＳｈｏｃａｒｎｃＥｎｉｅｒｎｏｈｎｃｕｉｅｓｙｏＴｃｎｌｇｔｈｎｃｕ３０２ｈｎ）
材料的屈服极限，全满足反射镜结构系统的设计要求。完
关
键
词：间遥感器；空离轴三反；镜；主柔性支撑；限元分析有文献标识码：Ａｄｉ１．７８ＯＰ．０１９７１６ｏ：０３８／Ｅ２１１０．５０
＊ＣｒＰ户０ｒｓ０ｇａｔｏ，－ｉ：ｎｗｃｏｐｓｎ．ｏｕｈｒＥｍａｌｘｉｈｉｍ＠ｉａｃｒｎ
ＡｂｔａｔＴｏｄｅｉａｇｐｒｕｅｒｃａｕｌｒｍｉｒｒｗｉｈｈｉｔｆｎｓ，ｈｇｔｅｇｔｎｏｓｒｃ：ｓｇｎａｌｒｅａｅｔｒｅｔｎｇａｒｏｔｇｈｓｉｆｅｓｉｈｓｒｎｈａｄｇｏｄ
ｔｅｍａｉｅｓｏａｔｂｌｙｐｅｉｅｙｎａａｙｉａａｈｍａｉａｄｌｆｔｅｍｉｒｒｓｐｏｔｎｙ — ｈｒｌｍｎｉｎｌａｉｔｒｃｓｌ，ａｎｌｔｃｌｔｅｔｃｌｄｓｉｍｍｏｅｒｏｕｐｒｉｇｓｓｏｈ
支撑位置。此外，支撑结构中设置了柔性环节，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。通过优在改
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，面形精度满足设计要求。分析及试验结果使
第１９卷
第７期
光学精密工程
ＯｐｉｓａｄＰｒｃｓｏｎＥｎｎｅｒｎｇｔｃｎｅｉｉｇｉｅｉ
Ｖｏ．９Ｎｏ７１１．
２１０１年７月
Ｊ１２１ｕ．０ｉ
文章编号１０ — ２Ｘ（Ｏ１）７１６ — ９Ｏ４９４２１０ — ５００
ｔｍｓｅｔｂｉｈｅｎｄｉｓｍｏｄｌｃｒｃｅｉｔｃｒｎｅｔｇｔｄ．Ｆｉｓｌｅｗａｓａｌｓｄａｔａｈａａｔｒｓｉｓｗｅｅｉｖｓｉａｅｒｔｙ，ｔｅｓｐｒｏａｉｎｏｆｈｕｐｏｔｌｃｔｏｔｅｍｉｒｒｗａｔｒｎｄａｃｒｎｏｔｅｃｎｃｕｉｎｏｂａｎｅｙｍｏａｎｌｔｃｌｓｌｉｎｔｔｔｅｈｒｏｓｄｅｅｍｉｅｃｏｄｉｇｔｈｏｌｓｏｔｉｄｂｄｌａａｙｉａｏｕｔｏｈａｈｄａｃａｄｓａｉｔｆｎｓｓｔｅｈｉｅｔｗｈｅｈｅｔｅｕｏｔｅｈｓｉｔｉｔｏｎｒｌｔｖ — ｙｎｍｉｎｔｔｃｓｉｆｅｓｉｈｇｈｓｎｔｈｒｅｓｐｐｒｓｋｅｐｔｅｍａｓｄｓｒｂｕｉｅａｉｅ