1m口径主反射镜在支撑系统下面形变化的研究

发布时间：2017-09-01 03:32

  本文关键词：1m口径主反射镜在支撑系统下面形变化的研究

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【摘要】：在光电经纬仪中,主反射镜支撑系统是光学系统的关键组成部分,它决定了成像质量的好坏。随着对反射镜分辨力要求不断地提高,增大其口径以及焦距成为地基望远镜发展的必然趋势。但是,这样会引起一系列的技术难题,包括自重、支撑方式、承载和温度等因素对反射镜面形精度的影响。因此,合理设计光电经纬仪主反射镜支撑方式,对主镜镜面变形的研究是十分必要的。本文介绍了国内外地基大口径望远镜系统的研究现状,根据主镜支撑结构设计原则指标,参照前人的研究经验,对1m口径主镜及支撑系统完成初步布局设计,主要包括:主镜材料,径厚比,支撑点的个数和位置以及支撑方式。通过经验公式和有限元参数化分析,最后确定主镜采用中心定位,典型的18点Whiffle-tree轴向支撑结合浮动重锤杠杆平衡机构径向支撑的复合支撑方式。基于有限元分析法,建立1m主镜及其支撑系统的三维模型,合理施加非线性接触条件和约束条件。对主镜进行静力学分析,通过有限元分析结合试验检测求解出主镜处于不同仰角时的近似实际的面形误差,且满足设计要求。然后,对主镜系统进行动力学模态分析,得到前十阶固有频率和模态振型。最后,对主镜进行热力耦合分析,分别讨论了在稳态温度场,轴向温度梯度和径向温度梯度场下的面形变化规律,得到在温度恒定时主镜的许用温差,以及主镜的面形更容易受到径向温度的影响,要加强对主镜径向温度的控制。
【关键词】：光电经纬仪 主镜支撑系统 有限元法 静力学 温度场
【学位授予单位】：中国科学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】：2016
【分类号】：TH751
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 望远镜发展历史9-12
• 1.3 地基大口径望远镜支撑的研究现状12-16
• 1.4 本文研究的主要工作16-17
• 第2章 主镜面形分析基础理论17-27
• 2.1 基于有限元分析的理论模型17-20
• 2.2 面形拟合方式20-25
• 2.3 面形误差评价标准25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 1m级口径望远镜支撑结构27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 支撑设计原则27-28
• 3.3 主镜支撑系统方案28-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 主镜在支撑系统下的面形分析39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 主镜自身面形精度的提取39-44
• 4.3 1m主镜静力学分析44-49
• 4.4 1m主镜模态分析49-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 主镜的热特性分析53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 稳态温度场下主镜变形分析53-56
• 5.3 温度梯度场下主镜变形分析56-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 本文创新点62
• 6.3 研究展望62-63
• 参考文献63-67
• 在学期间学术成果情况67-69
• 指导教师及作者简介69-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：769703