预紧式八翼梁次镜支撑结构的动力学分析

发布时间：2018-01-09 21:47

  本文关键词：预紧式八翼梁次镜支撑结构的动力学分析　出处：《光学精密工程》2013年05期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：为了增加大口径望远镜次镜支撑结构的抗扭转刚度,降低次镜支撑结构对主镜的遮拦,提出了采用预紧力八翼梁结构来取代原有的四翼梁结构。根据Euler-Bernoulli梁理论将次镜支撑结构简化为一个由质量点和简支梁组成的简化模型,并进一步将该模型简化为两个更为简单的动力学模型的组合。通过选取恰当的振型函数,使用Rayleigh和Dunkerley方法推导了简化模型的第一阶模态频率数值解,得到的计算结果与有限元仿真结果吻合得很好。针对预紧力的作用,理论推导了预紧力对这种结构第一阶模态值的影响,并使用有限元法对这种结构进行了模拟,两者得到的结果趋势相同,大小一致,从而证明该简化方法可以用于类似结构的动力学特性计算。仿真结果显示,当预紧力施加到20kN时,结构的第一阶模态值由11.6Hz上升到23Hz,大大提高了结构的抗扭转刚度,并有效减轻了次镜支撑结构的重量和遮拦比。该结论对于大口径望远镜次镜支撑的设计具有参考价值。
[Abstract]:In order to increase the torsional stiffness of the secondary mirror supporting structure of the large aperture telescope, and reduce the shielding of the secondary mirror support structure to the primary mirror. In this paper, an eight-wing beam structure with pretension force is proposed to replace the original four-wing beam structure. According to the Euler-Bernoulli beam theory, the secondary mirror support structure is simplified to a simplified structure composed of mass points and simply supported beams. Model. The model is further simplified as a combination of two simpler dynamic models. The first order modal frequency numerical solution of the simplified model is derived by using Rayleigh and Dunkerley methods. The calculated results are in good agreement with the finite element simulation results. In view of the effect of preload force, the influence of preload force on the first modal value of this kind of structure is deduced theoretically. The finite element method is used to simulate the structure, and the results are the same and the size is the same. It is proved that the simplified method can be used to calculate the dynamic characteristics of similar structures. The simulation results show that the simplified method can be used to calculate the dynamic characteristics of similar structures. When the pretension force is applied to 20kN, the first mode value of the structure increases from 11.6 Hz to 23 Hz, which greatly improves the torsional stiffness of the structure. The weight and shielding ratio of the secondary mirror support structure are effectively reduced. This conclusion has reference value for the design of the secondary mirror support of the large aperture telescope.
【作者单位】： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
【基金】：中科院长春光学精密机械与物理研究所三期创新工程专项基金资助项目
【分类号】：TH751
【正文快照】： 1引言随着对成像分辨率要求的提高,现代望远镜主镜的口径不断增加,次镜的口径和主次镜之间的距离也越来越大。在保证望远镜主镜支撑刚度的前提下,对不同指向时主次镜之间相对位置关系和对次镜支撑结构提出了更高的要求[1-4]。在现代地平式望远镜中,常用的次镜支撑结构是三翼

【参考文献】

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本文编号：1402600