空间反射镜bipod支撑技术研究

发布时间：2017-12-30 13:41

  本文关键词：空间反射镜bipod支撑技术研究　出处：《中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着空间遥感仪器的不断发展,用户对仪器分辨率的要求越来越高。由光学理论可知,成像分辨率随着反射镜口径的增大而提高,因此大口径空间反射镜的研制是未来的发展趋势之一。反射镜口径增大会导致支撑结构尺寸增大,重量增加;同时热变形量增大,面形精度下降,温度适应性下降。为了满足空间反射镜组件温度适应性好、结构紧凑的要求,本文以?335mm的ULE空间反射镜为支撑对象,对bipod支撑技术进行了研究,设计了一种背部bipod柔性支撑结构。首先,本文分析了反射镜在加工、装调、发射、工作过程中的力学环境,给出了反射镜组件的设计指标,并根据载荷特点阐述了三个设计原则,在此基础上确定反射镜支撑方案。首先从自由度角度比较了bipod支撑结构和传统背部三点支撑结构,结果表明bipod支撑结构更有优化空间。然后根据光学结构需求确定采用背部支撑形式,最后比较了球铰链和柔性铰链的优缺点,分析了柔性铰链尺寸参数和刚度的关系,选用柔性铰链实现bipod支撑结构。其次,本文利用参数化建模方法设计支撑结构,然后针对支撑结构尺寸参数、柔性铰链结构尺寸参数对面形精度的影响进行了仿真分析和优化设计,提出支撑脚延长线交点位置应作为背部bipod支撑的关键设计参数,与胶接位置分别设计。结果表明,优化设计后的背部bipod柔性支撑结构温度适应性好,同时具有较好的支撑效果和动态刚度,分析得到反射镜支撑后面形RMS=0.0056λ,组件的一阶频率达到104Hz,满足设计要求。设计过程中利用MATLAB编写程序,集成了建模、仿真、面形后处理过程,提高了设计效率。最后,加工装调了反射镜支撑组件,进行了光学面形检测、力学实验和温度实验。结果表明,反射镜组件一阶频率95Hz,有限元分析误差9%;振动前后面形精度稳定在RMS=0.0278λ,考虑测量误差反射镜位置和角度没有变化;组件采用铝合金背板时温度适应范围优于±18℃,满足设计要求。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74

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本文编号：1355213