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长条形空间反射镜轻量化及消热化设计

发布时间:2018-01-11 22:23

  本文关键词:长条形空间反射镜轻量化及消热化设计 出处:《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:人类赖以生存的地球正在面临着前所未有的挑战:资源过度开采、煤炭及石油等能源燃料的大量使用、地球温度升高、热带雨林面积锐减,人口的剧烈膨胀,生物多样性的减少等等。这些与地球紧密相关的各个方面也都与人类的生存和发展密不可分。要想充分、全面认识和及时了解地球的变化,就要把地球作为一个系统对象加以研究。随着人类社会不断的发展,越来越多的科技和工具被用来了解地球及地球上发生的事件,在众多认识工具之中,空间遥感卫星无疑是最有效的手段之一。为了满足越来越紧迫的高分辨率和大视场需求并扩展空间遥感卫星前沿技术领域、长春光机所正在研制大型离轴三反(TMA)空间光学遥感卫星。不仅可以使空间光学遥感相机满足轻质、长焦距、大视场和高分辨率等要求,“离轴三反”(TMA)光学系统还以其无色散、无中心遮拦、可优化变量多,在提高光学系统视场的同时能极大地改善系统的成像质量等优点而得到国内外航天工程师的研究和应用。光学系统提出的指标高、整机结构紧凑是该相机显著的特点。本文研究的大尺寸、大长宽比长条形空间主反射镜是离轴三反遥感器的光机系统的至关重要的部件,其结构刚度的大小、稳定性与否、面形精度的优劣和热稳定性的好坏将直接影响整个相机的成像质量;同时,其轻量化程度直接决定了结构的总重量并影响整个光学遥感器主承力结构的刚度设计指标和发射成本。本文对比研究了多种空间反射镜材料的特性,并研究了反射镜的轻量化技术,通过建立镜体的优化仿真模型,并进过多次“设计—分析—优化设计—再分析”的迭代后,最终确定反射镜轻量化的设计方案。对该长条形反射镜组件进行了消热化设计,探究了胶层厚度与热应力的关系,并对比研究了线性分析和非线性分析时销钉预紧对反射镜面形的影响。同时,通过试验验证了0.07mm厚度的粘结剂满足该反射镜组件的设计要求,并研究了粘结剂((GHJ-01(Z))固化后抗剪强度与胶层厚度和形状因子的关系。
[Abstract]:Our earth is facing a hitherto unknown challenge: over exploitation of resources, extensive use of coal and oil and other energy fuels, the earth's temperature, tropical rain forest area is decreasing, the dramatic expansion of the population, biodiversity reduction and so on. These are closely related with all aspects of the earth are related to human survival and development are inseparable to fully, comprehensive understanding and timely understanding of the earth changes to the earth as a system object to study. With the development of human society, more and more technology and tools are being used to understand the earth and events on earth, in the awareness of the many tools, space remote sensing satellite is undoubtedly one of the most effective means. In order to meet the technical field of high resolution and large field demand and expansion of space remote sensing satellite front is more and more urgent, Changchun machine which is under development Large off-axis three mirror (TMA) space optical remote sensing satellite. Not only can make the space optical remote sensing camera to meet the light, long focal length, large FOV and high resolution requirements, "off-axis three mirror" (TMA) optical system for its dispersion, unobstructed, variables can be optimized, in improving the optical system field of view at the same time can greatly improve the quality of imaging system and the research and application of domestic and foreign aerospace engineers. The optical system of index is high, compact structure is characteristic of the camera is significant. The large size of this study, the high aspect ratio of rectangular space mirror is very important from the remote sensor axis three mirror optical system the components, the structure stiffness and stability or not, the advantages and disadvantages of surface accuracy and thermal stability will directly affect the imaging quality of the camera; at the same time, the lightweight degree directly determines the structure of Stiffness design index of the total weight and affect the entire optical remote sensor main load-bearing structure and transmission cost. The paper studied the characteristics of a variety of space mirror material, and studied the lightweight mirror technology, through optimizing the simulation model of the mirror body, and had many "design analysis iteration optimization design analysis", the final design of the lightweight mirror. The rectangular mirror assembly for eliminating thermal design. To explore the relationship between layer thickness and thermal stress, and comparative study of the influence analysis of linear analysis and nonlinear time pin preload on mirror surface. At the same time, through the test of the binder 0.07mm thickness to meet the design requirements of the mirror, and the effects of the binder ((Z) (GHJ-01) the relationship between shear strength and the thickness and shape factor after curing.

【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V445.8

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本文编号:1411494

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