SiC轻量化主镜的被动支撑系统

发布时间：2017-09-12 06:50

  本文关键词：SiC轻量化主镜的被动支撑系统

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【摘要】：针对热膨胀率较大的SiC反射镜,设计了结合A-Frame柔性切向杆侧向支撑结构和机械式Whiffletree轴向支撑结构、具有良好热解耦能力的1.2mSiC轻量化主镜被动支撑系统。为研究A-Frame柔性侧向支撑机构对主镜支撑面形、热解耦和系统刚度的影响,利用Ansys软件对支撑系统的支撑效果进行了有限元分析,而后对实际的支撑系统进行了相关试验测试。测试显示在光轴竖直和水平两种状态下,使用提出的支撑机构的支撑系统引起的主镜镜面变形误差RMS的变化小于13nm;在实验室温度14~23℃下,检测得到主镜面形RMS最大差异为1.9nm。利用模态分析仪对该主镜及支撑系统进行的动态测试表明:系统的一阶固有频率为52.7Hz,而理论分析为63Hz,且前6阶模态振型与分析一致。得到的分析和测试结果都表明该被动支撑系统支撑效果良好,且具有较高的支撑刚度和良好的热解耦能力。
【作者单位】： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;
【关键词】： 空间望远镜 SiC轻量化主镜 有限元分析 面形检测 热变形实验 模态测量
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.11403023)
【分类号】：TH751
【正文快照】： 1引言SiC轻量化反射镜具有重量轻、比刚度大、热稳定性好等优点,是理想的空间望远镜镜坯材料[1-2]。随着国内外加工工艺的不断进步,SiC材料有望应用于大口径地基光学望远镜系统中的主镜镜坯制造[3-4]。因SiC材料热膨胀率较大,地基望远镜中采用SiC轻量化主镜时,其支撑系统必须

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 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

2 吴小霞;王鸣浩;明名;王富国;;大口径SiC轻量化主镜热变形的定标[J];光学精密工程;2012年06期

3 杨德华;徐灵哲;徐欣圻;;大型光学天文望远镜风载作用分析[J];光学技术;2009年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王志臣;张艳辉;乔兵;;望远镜跟踪架结构形式及测量原理浅析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期

2 王志臣;王志;赵勇志;;赤道式望远镜指向精度分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年01期

3 贾庆莲;邓文渊;;中小口径次镜支撑结构的动力学性能分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2011年01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 施浒立,张巨勇;我国大天线的新进展[J];电子机械工程;2004年06期

6 胡阿丽;;测量接收机在全息测量系统中的应用[J];电子科技;2011年11期

7 王建军;陆长明;高昕;唐嘉;;极轴式望远镜系统误差修正方法研究[J];飞行器测控学报;2012年01期

8 王洋;张景旭;;大口径望远镜主镜支撑优化分析[J];光电工程;2009年01期

9 冯锦平;马文礼;黄金龙;;望远镜双电机驱动消齿隙的动力学设计[J];光电工程;2009年11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6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 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

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 邵亮;杨飞;李剑锋;;300mm反射镜侧支撑机构的分析、设计与检测[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

5 郝钟雄;;天文望远镜现状及发展趋势[A];国产科学仪器应用、创新和产业化学术研讨会论文集（二）[C];2007年

6 卓仁善;王延风;杨劲松;;主镜轻量化结构设计探讨[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集（下册）[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 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

2 罗霄;采用平转动应力盘技术加工超大口径非球面的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2011年

3 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

4 陈欣扬;Fizeau型天文光学综合孔径望远镜的若干关键技术研究[D];中国科学院研究生院（上海天文台）;2007年

5 岳巾英;复眼衍射望远镜系统的性能检测[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 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

7 姚太克;一类三自由度并联机构的特性研究与优化设计[D];中国科学技术大学;2013年

8 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

9 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

10 王书新;2m量级空间反射镜组件设计与优化[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 董贺;基于幸运成像的衍射极限天文成像技术研究[D];长春理工大学;2011年

2 吴晶;基于Shack-Hartmann的子孔径拼接波前检测技术研究[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

3 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

4 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

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 卞海忠;某雷达天线风载扰动效应数值模拟研究[D];南京理工大学;2012年

8 林京;天文高分辨像复原技术检测地基天文光学望远镜成像质量[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2003年

9 李语强;SBG望远镜空间碎片观测精度分析[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2006年

10 胡平辉;弯曲时空中的Sagnac效应[D];湖南师范大学;2007年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 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

2 吴清彬,陈时锦,董申;参数优化方法在轻质反射镜结构设计中的应用[J];光学精密工程;2003年05期

3 张舸;赵文兴;;轻型反射镜镜体结构参数的分析[J];光学精密工程;2006年01期

4 解滨;肖志宏;余景池;;利用Zernike多项式分析超薄镜热变形[J];光学精密工程;2007年02期

5 高明辉;刘磊;任建岳;;空间相机反射镜碳化硅材料性能测试[J];光学精密工程;2007年08期

6 杜俊峰;张林波;任戈;;1.3m主镜的支承设计[J];光学精密工程;2007年10期

7 王红;田铁印;;轴向温差对空间遥感器光学系统成像质量的影响[J];光学精密工程;2007年10期

8 张舸;赵汝成;赵文兴;;碳化硅陶瓷新型反应连接技术[J];光学精密工程;2008年06期

9 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

10 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

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马品仲;;大型望远镜主镜方案设计[J];应用光学;1993年02期

2 冯树龙,张新,翁志成,丛小杰;大口径平背形主镜支撑方式的选择[J];光学技术;2004年06期

3 张俊;鲜浩;贺元兴;饶长辉;;望远镜主镜温度场理论计算及主镜视宁度分析[J];光学学报;2012年10期

4 曾志革，凌宁，饶学军;能动薄主镜技术模拟研究[J];强激光与粒子束;1996年01期

5 张俊;鲜浩;张程;唐金龙;李程;;基于温度场理论的望远镜主镜视宁度及“气刀”效应分析[J];光学学报;2013年08期

6 王永,蒋筱如;1.2米地平式望远镜主镜的支承装置[J];云南天文台台刊;1991年04期

7 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

8 范李立;张景旭;姜皓;杨飞;吴小霞;王富国;;极轴式望远镜主镜支撑设计[J];红外与激光工程;2011年03期

9 孙航;张海波;曹立华;耿爱辉;;大口径光电探测设备主镜晃动的误差补偿[J];光学精密工程;2014年01期

10 吴清文,卢锷,王家骐,许彪;空间光学遥感器主镜背部形状的选择[J];空间科学学报;1997年02期

中国重要会议论文全文数据库 前8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 董冰;俞信;张晓芳;王姗姗;;能动薄主镜波前校正的功率谱密度评价方法[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年

3 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

4 宋贺伦;鲜浩;姜文汉;王胜千;;干涉系统在拼接主镜共相位检测上的应用[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年

5 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

6 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

7 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

8 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

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 本报记者 房琳琳;NASA大胆谋划20年后的太空研究[N];科技日报;2014年

2 于莘明;技师的伤势牵动着专家的心[N];科技日报;2003年

3 钱铮;日将建造下一代天体望远镜[N];新华每日电讯;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 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

2 伦宝利;大口径天文光学望远镜主镜镀膜的研究[D];中国科学院研究生院（云南天文台）;2013年

3 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

4 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

中国硕士学位论文全文数据库 前10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

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 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

4 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

5 朱爱敏;全息校正望远镜主镜像差的机理及实验研究[D];苏州大学;2008年

6 金平;位标器主镜测试系统设计与调试[D];华中科技大学;2008年

7 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

8 刘鑫;提高主镜磁钢磁性能检测精度和效率的技术研究[D];上海交通大学;2009年

9 董二伟;基于有限元的空间光学相机SIC主镜设计研究[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2009年

10 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

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本文编号：835706