大口径主镜镜面朝下镀膜支撑优化设计

发布时间：2021-02-07 12:49

　　通过采用参数化建模方法联合有限元软件仿真分析优化和数学计算软件。针对2 m级SiC主镜进行轻量化设计与优化,并设计了一套以机械Whiffletree作为轴向支撑,切向杆A-Frame为侧支撑的镜面朝下的镀膜支撑方案。保证了主镜翻转为镜面朝下的过程中,面形精度表面误差均方根（root mean square, RMS）的最大值为16.474 nm,镜面朝下时RMS为14.334 nm,表面最大、最小误差差值PV为61.49 nm。并通过特殊的结构设计在确保镀膜质量和主镜翻转过程中的安全性的前提下,使主镜在90℃高温下最大应力仅为3.720 1 MPa（属于弹性变形范围）,实现了轴向支撑与侧支撑的自由度解耦,保证主镜的自由热膨胀,满足镀膜要求。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(23)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

D6与优化目标关系

机械Whiffletree支撑是一种基于运动学轴向三点定位原理,来限制主镜的翻转和延光轴的平移3个自由度。如图1所示,根据支撑点数的不同分为9点、18点最多可扩展为54点机械Whiffletree支撑[3]。支撑点数的选择根据Hall提出的主镜支撑最少支撑点经验公式:

通过参数化建模,支撑孔采用内环6孔,外环12孔,且外环的每两个支撑孔与内环的一个支撑孔组成一个等腰三角形,且6个三角形旋转对称,以实现18点机械Whiffletree支撑,如图2所示。在此之前由于轻量化主镜的轻量化孔在磨削加工时,压力盘会使其发生弹性变形,因此其大小及面板厚度对其有一定影响,且经验公式为

【参考文献】：
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本文编号：3022250