空间光学遥感器次镜及次镜支撑研究

发布时间：2017-12-24 21:34

  本文关键词：空间光学遥感器次镜及次镜支撑研究　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】：空间光学遥感器作为在太空中巡天查地的主要载荷,在军用和民用中起到越来越重要的作用。光学元件是遥感器的重要组成部分,其面形精度和位置精度直接关系到系统的成像质量。次镜是光学系统的第二块反射镜,次镜的加工、检测以及装调都是在重力环境下进行的,由于遥感器在轨处于微重力环境,这就要求次镜需具有较高的静态刚度;遥感器在发射及入轨阶段会经历各种严酷的动力学环境,次镜组件必须具有很高的动态刚度,以适应复杂的力学环境;次镜通常位于空间光学遥感器的最前端,距离遥感器与卫星的安装基面最远,对空间热环境的变化最为敏感,空间热环境的剧烈变化直接影响次镜的面形精度和位置精度,进而影响系统的成像质量,这就要求次镜组件必须具有较高的热尺寸稳定性,从而保证遥感器在轨的光学性能。本文以空间光学遥感器的次镜组件为研究对象,开展了以下几个方面的研究工作。首先,从反射镜的设计现状出发,介绍反射镜及支撑设计的基本理论,对几种不同形式的反射镜支撑方式进行对比分析。对有限元分析方法进行介绍,同时对反射镜面形评价方法进行详述。其次,根据相关理论设计次镜轻量化模型,对次镜的基本尺寸的范围进行理论计算,最后,利用UG软件将次镜模型尺寸参数化。对实验设计方法(DOE)进行介绍研究,详述优化设计的相关原理,在ANSYS软件中对次镜参数化模型进行优化设计,实现次镜模型参数的寻优,得到优化模型,并对优化模型进行动力学、静力学分析。再次,通过材料力学相关理论,计算求解一般柔性铰链刚度,将几种常用的柔性铰链切口几何函数代入计算式,分别求得直梁型切口、直梁倒角型切口、直圆型切口柔性铰链的刚度计算公式,利用matlab软件绘制柔度图,分析对比,并利用有限元验证理论计算的准确性。最后,对次镜支撑的其余部分进行设计。对次镜及支撑结构进行动力、静力学分析,结果表明次镜及支撑结构的设计完全满足设计要求。
【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】：TH74

【参考文献】

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4 徐宏;关英俊;;空间相机1m口径反射镜组件结构设计[J];光学精密工程;2013年06期

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6 齐光;李景林;王书新;任建岳;;长条形SiC空间反射镜轻量化结构优化设计[J];光电工程;2012年02期

7 辛宏伟;杨近松;高明辉;关英俊;张学军;;高分辨力空间遥感器次镜支撑设计[J];红外与激光工程;2011年09期

8 杨亮;;空间反射镜柔性支撑设计与分析[J];光机电信息;2010年12期

9 王忠素;翟岩;梅贵;江帆;程志峰;;空间光学遥感器反射镜柔性支撑的设计[J];光学精密工程;2010年08期

10 刘辉;于清华;裴云天;;大口径反射镜轻量化结构比较及面形分析[J];光电工程;2009年11期

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本文编号：1330070