大口径空间反射镜组件结构设计与分析-论文.pdf

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1、第44卷第7期激光与红外V01．44．No．72014年7月LASER＆INFRAREDJuly，2014文章编号：1001—5078(2014)07—0777—06·光电技术与系统·大口径空间反射镜组件结构设计与分析关英俊，辛宏伟，李志来，徐宏(1．长春工业大学机电f=程学院，吉林长春130012；2．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要：设计了某1．2ITI口径的空间光学反射镜结构及其支撑结构系统。首先，合理选取了反射镜及其支撑结构的材料。从反射镜镜坯制作工艺、力学特性、热特性以及反射镜重

2、量等因素考虑，最终选取基于反应烧结SiC材料的背部半开放式扇形轻量化孔的反射镜结构形式，反射镜设计重量为87．6kg，轻量化率达到79％。其次，确定了在光轴水平状态下进行检测装调的方案，并进行其支撑结构的设计，采用3个双轴柔性铰链从背部对反射镜支撑，使大口径反射镜同时满足静态刚嚏、动态刚度、强度和热尺寸稳定性的要求。最后，对反射镜进行了组件级有限元分析。结果表明，反射镜在X向重力和4℃均匀温升作用下面形RMS分别为7．8nm和9．4nm，反射镜组件一阶固有频率为153Hz，满足设计指标要求。关键词：空间相机；离轴三反；主镜

3、；柔性铰链；模态分析中图分类号：V447．3文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001—5078．2014．07．015StructuraldesignandanalysisoflargeaperturemirrorsubassemblyGUANYing-jun，XINHong—wei，LIZhi—lai，XUHong(1．SchoolofMe~'hatronicEngineering，ChangchunUniversityofTechnology，Changchun130012，China；2．Chan

4、gchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)Abstract：Adiameterol1．2mspacemirroranditssupportingstructureweredesigned．Firstly，MaterialsofthemirrorandthesupportwererI‘asonablyselected．Takingaccountofthefactoroftechno

5、logy，mechanicalpropertythermal，propertyandlightweight．RB—SiCwaschosenasthematerialofmirorandanewdesignwithbacksemi—closedsectorreinforcedribslightweightstructurewasproposed，weightofmiroris87．6kgandlightweightratioreachesto79％．Secondly，minorwiththebackthree—pointsu

6、pportschemewasdetermined，throughtherationaldesignofflexiblesup—portstructureparametel’stoensurehighstiffnessandthermaldimensionalstability．Finally，throughusingfiniteele—meritanalysis，themirrorsubassemblywasanalyzedindetail．Analysisresultsindicatethatthesurfacefigu

7、reaccuracyRMScanreach7．8nmand9．4nmundergravityand4~Cuniformtemperatureriserespectively，andthefirstordernaturalfrequencyis153Hz，whichcanmeetthedesignrequirements．Keywords：spacecamera；of-axisthreemirroranastigmatic；primarymirror；flexurehinge：modalanalysis1引言的各种环境下的环

8、境适应性。在空问反射镜组件的随着空间对地观测技术的快速发展，离轴三反光机结构设计中，一般来说，首先要根据反射镜的尺空间相机已成为各航天领域强国竞相发展的具有诸寸大小及设计指标，优选反射镜制作材料，根据反射多优势的空间对地观测光学仪器。而大口径主反射镜是大口径、长焦距离轴三反空问相机的核心光学基金项目：国