基于拓扑优化技术的500mm主镜结构设计

发布时间：2017-09-01 13:51

  本文关键词：基于拓扑优化技术的500mm主镜结构设计

  更多相关文章： Optistruct 主镜 有限元 拓扑优化 重力场 温度场

【摘要】：基于拓扑优化软件Optistruct对500 mm口径后背钻孔式碳化硅主镜进行了结构优化设计。对比了优化设计主镜结构与传统三角形轻量孔主镜在重力场,温度梯度场下其镜面变形情况。校核结果表明基于拓扑优化设计的主镜结构相比于传统的三角形轻量化孔均布式结构具有更好的光学性能以及更轻的质量。最后对比不同的温度梯度场下的镜面变形情况,结合技术要求提出了主镜的温控目标。
【作者单位】： 上海交通大学机械与动力工程学院;中科院上海技术物理研究所;
【关键词】： Optistruct 主镜 有限元 拓扑优化 重力场 温度场
【基金】：国家863计划资助项目(2013AA031604) 上海市闵行区科技项目(2010MH157)
【分类号】：TH74
【正文快照】： 随着空间技术的不断发展,空间光学仪器在科学探测中的地位不断提高。在高分辨率光学系统的设计中,一般采用反射式结构,与折射式结构相比,它对信号的吸收较小,信号损失少,误差低[1]。在这些反射式空间光学仪器中主反射镜作为其关键的光学部件,对其光学性能,结构性能等均有着很

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 谭凡教;乔彦峰;李耀彬;高慧斌;;经纬仪主镜轻量化新方法[J];光学精密工程;2008年01期

2 吴清文;空间相机中主镜的轻量化技术及其应用[J];光学精密工程;1997年06期

3 冯树龙,张新,翁志成,丛小杰;温度对大口径主镜面形变形的影响分析[J];光学技术;2005年01期

4 张宇民,刘殿魁,韩杰才,赫晓东;光学反射镜结构材料优化研究[J];哈尔滨工程大学学报;2001年06期

5 俞天野;贾建军;;大口径主反射镜的轻量化方案设计[J];红外;2007年08期

6 张学军;李志来;张忠玉;;基于SiC材料的空间相机非球面反射镜结构设计[J];红外与激光工程;2007年05期

7 程昌;范开春;郭辉荣;胡善刚;;航天器整流罩结构优化设计[J];机械设计与制造;2013年08期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张蕾;高昕;王汝杰;陆长明;李明;;光电经纬仪主镜温度变形分析[J];半导体光电;2010年04期

2 后建敏;卓仁善;孙宁;;基于有限元法的光电经纬仪主镜轻量化设计[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年04期

3 韩媛媛;张宇民;韩杰才;;碳化硅反射镜技术的研究现状[J];材料导报;2005年04期

4 宋立强;杨世模;陈志远;;空间天文仪器反射镜材料优化与应用研究[J];材料导报;2008年12期

5 唐惠东;李龙珠;孙媛媛;谭寿洪;;SiC反射镜镜坯制备工艺的综述与探讨[J];佛山陶瓷;2011年08期

6 朱波;杨洪波;张景旭;张丽敏;;大口径望远镜三镜结构设计及优化[J];工程设计学报;2010年06期

7 吴永前,吴时彬,伍凡,曾志革,高平起,陈强;空间相机主镜加工状态下的有限元分析[J];光电工程;2001年05期

8 韩媛媛;张宇民;韩杰才;张剑寒;姚旺;周玉锋;;碳化硅反射镜轻量化结构优化设计[J];光电工程;2006年08期

9 沙巍;陈长征;张星祥;许艳军;任建岳;;空间反射镜轻量化结构的拓扑优化设计[J];光电工程;2009年04期

10 范磊;杨洪波;张景旭;吴小霞;王富国;司丽娜;;2m SiC反射镜拱形轻量化结构设计[J];光电工程;2010年10期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 王富国;;温度和支撑方式对1.2米SiC主镜面形的影响分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

2 杨飞;张景旭;;大口径望远镜主镜中心定位机构研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

3 邢利娜;金光;解鹏;;高光谱相机光谱成像系统反射镜的轻量化结构设计[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年

4 吴永前;吴时彬;伍凡;;大型轻质反射镜加工支撑状态的有限元分析研究[A];现代光学制造技术论文集[C];2002年

5 王洋;张景旭;杨飞;;大口径望远镜主镜支撑结构研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集（B 光学系统设计与制造技术专题）[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 宋义伟;潜望式卫星光通信终端45度镜空间温变特性及影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 常虹;透射式红外系统热光学稳定性关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 杨守旺;基于音圈电机驱动的航空相机像面扫描系统研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

4 周超;大口径望远镜系统建模及仿真分析研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

5 高明辉;空间光学遥感器超薄反射镜及其支撑结构研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2004年

6 冯树龙;地基望远镜力学、温度场特性对光学性能影响研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2005年

7 杨磊;虚拟样机技术及其在航天遥感器研发中的应用[D];国防科学技术大学;2008年

8 巩盾;温度对遥感器光学系统成像质量的影响[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

9 李威;空间相机主次镜间支撑结构技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

10 郭权锋;同轴三反空间相机结构稳定性研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙威;Φ800mm通光口径纹影系统结构分析与设计[D];中国工程物理研究院;2010年

2 刘伟;C/C泡沫预制体气相反应制备C/SiC复合材料的研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 郭疆;离轴三反航天测绘相机研究[D];吉林大学;2011年

4 朱波;大口径望远镜多自由度三镜组件设计研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

5 张东阁;1m主镜及其支撑系统的设计研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

6 温正方;大口径望远镜次镜调整机构的技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

7 杨洋;光学反射镜组件结构尺寸稳定性分析[D];长春工业大学;2011年

8 付芸;航空相机扫描反射镜系统研究与设计[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2003年

9 吴时彬;采用机械钻铣轻量化技术的轻型镜研制[D];电子科技大学;2003年

10 黄启泰;轻量化碳化硅反射镜支撑方案分析[D];苏州大学;2004年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋友贵,陈玲,田守信,王云;反射镜体轻化结构设计的对比研究[J];兵工学报;2000年02期

2 伍凡;;温度对大型光学镜子质量的影响[J];光学工程;1986年04期

3 毛佳;江振宇;陈广南;张为华;;卫星中心承力筒结构优化设计研究[J];国防科技大学学报;2010年02期

4 胡企千;;一种大型轻重量反射镜的结构优化计算[J];光学机械;1980年06期

5 胡企千;;大型光学镜子的结构、支承及重力变形计算方法[J];光学机械;1983年06期

6 郭喜庆,王悦勇;大口径反射镜几种轻量化孔结构形式的分析[J];光学精密工程;2000年06期

7 吴清文，卢锷，王家骐;球面主反射镜基体形状选择[J];光学精密工程;1995年06期

8 吴清文,卢锷,王家骐,牛晓明;主镜稳定温度场特性分析[J];光学精密工程;1996年06期

9 吴清文;镜面面型误差的曲面方程处理方法[J];光学精密工程;1998年06期

10 吴清文,杨洪波,杨近松,陈长征,王忠素,刘宏伟,高明辉;空间相机中主镜及其支撑方案设计与分析方法[J];光学技术;2004年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘宏伟;基于有限元法的空间相机主镜设计[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2003年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马仁宏;一种小型多用途定日装置的研制[J];光机电信息;1997年10期

2 姚俊杰;;大口径光学主镜气液支承[J];光学精密工程;1981年02期

3 何业文,吕伟忠;Φ300毫米卡塞格林望远镜的装调[J];现代科学仪器;1994年01期

4 王延风;主反射镜轻量化工程分析计算[J];光学精密工程;1995年06期

5 张蕾;高昕;王汝杰;陆长明;李明;;光电经纬仪主镜温度变形分析[J];半导体光电;2010年04期

6 马品仲;4．3米望远镜筒设计方案设想[J];光电工程;1994年04期

7 王富国;杨洪波;赵文兴;杨飞;;1.2m SiC主镜轻量化设计与分析[J];光学精密工程;2009年01期

8 许绍斌，沈忙作;大口径反射主镜的低温检测方法设计[J];光电工程;1995年05期

9 周超;王志;赵勇志;王志臣;王槐;;地基望远镜主镜支撑性能分析[J];光电工程;2011年09期

10 杨怿;张伟;陈时锦;;空间望远镜主镜的热光学特性分析[J];光学技术;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王涛;唐杰;宋立维;;金属红外主镜的支撑和优化设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年

2 杨飞;张景旭;;大口径望远镜主镜中心定位机构研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

3 陈宝刚;董磊;林旭东;;傅里叶望远镜外场实验系统拼接主镜[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

4 王富国;;温度和支撑方式对1.2米SiC主镜面形的影响分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

5 董吉洪;李延春;王海萍;;空间遥感器中大口径SiC主镜的轻量化设计与优化[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

6 刘忠礼;缪文勇;陈正林;丁永坤;胡昕;于燕宁;;R-T流体力学不稳定性诊断[A];中国工程物理研究院科技年报（1998）[C];1998年

7 陈晓丽;杨秉新;;实现甚高分辨率空间遥感器的可展开光学系统[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十七次学术会议论文集[C];2004年

8 王姗姗;赵琳;朱秋东;曹根瑞;李林;;分块镜定位误差的允差分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

9 樊学武;陈荣利;马臻;王炜;李英才;;空间三反射望远镜光学系统的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

10 唐敏学;沈为民;;激光全息技术校正口径500mm光学系统的光学误差[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 王毅俊 组稿;天文望远镜的世博之旅[N];上海科技报;2010年

2 本报记者 徐玢;LAMOST：伸向太空的“千里眼”[N];科技日报;2008年

3 凌国栋邋刘成飞 孟庆华;世界口径最大望远镜在兴隆安装使用[N];承德日报;2008年

4 本报通讯员 孟庆华 李呈祥 本报记者 樊江涛 李建成;LAMOST:4000天体尽收眼底[N];河北日报;2009年

5 本报记者 朱广菁;“巡天”迈向千万级天体光谱时代[N];大众科技报;2009年

6 通讯员 孟庆华邋记者 李建成;世界最大口径光学望远镜在兴隆建成[N];河北日报;2008年

7 唐宁;盘点世界功能强大望远镜[N];北京日报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈夫林;620mm弯月形薄镜主动支撑研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2012年

2 范磊;2m级地基望远镜SiC主镜轻量化设计及支撑技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2013年

3 张俊;蜂窝镜温度与镜面视宁度控制方法研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2013年

4 周一帆;微Schwarzschild物镜的设计与MEMS制作研究[D];华中科技大学;2013年

5 孙敬伟;地基大口径光电成像望远镜装调技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

6 龙波;轻小型折反式光学系统结构特性研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2013年

7 伞晓刚;1m口径光电经纬仪关键部件优化设计与仿真分析研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2013年

8 胡建军;非球面研制实录[D];苏州大学;2009年

9 刘春雨;非球面补偿检测的准确度研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

10 周超;大口径望远镜系统建模及仿真分析研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李成明;大口径望远镜主镜侧支撑结构优化[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

2 张东阁;1m主镜及其支撑系统的设计研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

3 刘婷毓;1.23m SiC轻量化主镜柔性支撑技术的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2012年

4 王骞;经纬仪红外镜头结构研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2003年

5 王洪桥;基于主动支撑技术的薄主镜低阶面形误差校正研究[D];中国科学院研究生院（光电技术研究所）;2014年

6 龚龙文;多柱支撑与平板光学镜面热影响的信息技术分析[D];电子科技大学;2012年

7 刘希财;组合孔径成像系统结构设计和装调的研究[D];长春理工大学;2009年

8 孙威;Φ800mm通光口径纹影系统结构分析与设计[D];中国工程物理研究院;2010年

9 朱立荣;超大口径四反射镜光学系统设计[D];苏州大学;2007年

10 陈永聪;基于有限元法的大口径平行光管主反射镜支撑技术研究[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2007年

，

本文编号：772471