基于有限元法对主镜的轻量化结构设计与性能分析

发布时间：2023-04-22 15:28

　　主镜是光终端系统中非常重要的组成部分,起到收集各种信息的作用。为了提高主镜反射率,随着空间光学技术的发展以及人们对视野大小和成像质量的要求越来越高,增大主镜的口径是一种行之有效的方法,然而大口径主镜除了设计制造成本的增加以外,还存在着很多技术上的难题。主要包括在结构设计、材料的选取以及支撑方式对于系统最后的性能都有着很大影响,比如对于主镜的静力学分析以及热力学分析,大口径主镜质量的增加会导致自重增加引起的变形增加、大温差环境引起的反射镜变形的增加以及自重增加引起的成本增加,因此必须对主镜系统进行轻量化结构设计从而保证空间环境下系统各性能的稳定性。本文介绍了国内外关于大口径主镜的研究现状,通过有限元法的学习确定了本课题有限元建模分析的方案,以及轻量化的各个方案的介绍与分析。以1m口径的碳化硅主镜作为研究对象分析,通过分析采用碳化硅作为主反射镜的材料,得出了适当的轻量化形式,对四面体单元进行理论推导分析。用UG设计了大口径主镜的轻量化结构,并用有限元软件对轻量化结构进行性能分析。具体包括静力学分析和热力学分析,通过理论分析和数据分析了不同工况轻量化孔的优劣性,通过轻量化结构有限元分析的云图...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 有限元仿真分析国内外发展状况
    1.3 本文的主要研究工作
第二章 有限元法分析以及软件简介
    2.1 有限元法的概述
    2.2 有限元法的思想
    2.3 轻量化结构设计软件的介绍
    2.4 有限元分析过程介绍
        2.4.1 前处理
        2.4.2 求解
        2.4.3 后处理
    2.5 有限元建模的发展
第三章 主镜的轻量化结构设计
    3.1 主镜的材料发展
    3.2 主镜材料的选取
    3.3 主镜的结构设计
    3.4 主镜的轻量化结构设计
        3.4.1 轻量化结构设计的意义
        3.4.2 轻量化孔的结构
第四章 轻量化主镜的有限元分析
    4.1 静力学分析
    4.2 热力学分析
第五章 次镜支撑结构
    5.1 次镜的结构简介与分析
    5.2 次镜筋板及一阶频率的计算
    5.3 次镜的四阶振型
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3797912