大口徑主鏡鏡面朝下鍍膜支撐優(yōu)化設(shè)計
發(fā)布時間:2021-02-07 12:49
通過采用參數(shù)化建模方法聯(lián)合有限元軟件仿真分析優(yōu)化和數(shù)學計算軟件。針對2 m級SiC主鏡進行輕量化設(shè)計與優(yōu)化,并設(shè)計了一套以機械Whiffletree作為軸向支撐,切向桿A-Frame為側(cè)支撐的鏡面朝下的鍍膜支撐方案。保證了主鏡翻轉(zhuǎn)為鏡面朝下的過程中,面形精度表面誤差均方根(root mean square, RMS)的最大值為16.474 nm,鏡面朝下時RMS為14.334 nm,表面最大、最小誤差差值PV為61.49 nm。并通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計在確保鍍膜質(zhì)量和主鏡翻轉(zhuǎn)過程中的安全性的前提下,使主鏡在90℃高溫下最大應力僅為3.720 1 MPa(屬于彈性變形范圍),實現(xiàn)了軸向支撐與側(cè)支撐的自由度解耦,保證主鏡的自由熱膨脹,滿足鍍膜要求。
【文章來源】:科學技術(shù)與工程. 2020,20(23)北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
D6與優(yōu)化目標關(guān)系
機械Whiffletree支撐是一種基于運動學軸向三點定位原理,來限制主鏡的翻轉(zhuǎn)和延光軸的平移3個自由度。如圖1所示,根據(jù)支撐點數(shù)的不同分為9點、18點最多可擴展為54點機械Whiffletree支撐[3]。支撐點數(shù)的選擇根據(jù)Hall提出的主鏡支撐最少支撐點經(jīng)驗公式:
通過參數(shù)化建模,支撐孔采用內(nèi)環(huán)6孔,外環(huán)12孔,且外環(huán)的每兩個支撐孔與內(nèi)環(huán)的一個支撐孔組成一個等腰三角形,且6個三角形旋轉(zhuǎn)對稱,以實現(xiàn)18點機械Whiffletree支撐,如圖2所示。在此之前由于輕量化主鏡的輕量化孔在磨削加工時,壓力盤會使其發(fā)生彈性變形,因此其大小及面板厚度對其有一定影響,且經(jīng)驗公式為
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2m級SiC輕量化主鏡的邊緣切向剪切支撐設(shè)計與優(yōu)化[J]. 高則超,王富國,丁良,魏夢琦,王瑞. 科學技術(shù)與工程. 2018(27)
[2]Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)平衡性調(diào)節(jié)及測試方法[J]. 魏祥通,張景旭,王富國,劉祥意. 科學技術(shù)與工程. 2016(29)
[3]2.4米望遠鏡主鏡鍍膜工藝的研究[J]. 倫寶利,秦松年,王建國,范玉峰,徐文博,彭煥文,常亮,王傳軍,辛玉新,易為敏,許玥姮,王雪利,張居甲,李建,和壽圣. 天文研究與技術(shù). 2014(02)
[4]大孔徑長條反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計[J]. 辛宏偉,關(guān)英俊,李景林,楊利偉,董得義,張學軍. 光學精密工程. 2011(07)
[5]基于曲線柔性單元的新型大變形柔性鉸鏈[J]. 趙山杉,畢樹生,宗光華,于靖軍. 機械工程學報. 2009(04)
[6]1.2m SiC主鏡輕量化設(shè)計與分析[J]. 王富國,楊洪波,趙文興,楊飛. 光學精密工程. 2009(01)
[7]大口徑望遠鏡主鏡支撐結(jié)構(gòu)研究[J]. 王洋,張景旭,楊飛. 紅外與激光工程. 2006(S2)
[8]碳化硅反射鏡輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 韓媛媛,張宇民,韓杰才,張劍寒,姚旺,周玉鋒. 光電工程. 2006(08)
[9]HY-280耐溫膠粘劑[J]. 陳忠祥,王前喜. 化學建材. 1996(02)
博士論文
[1]2m級地基望遠鏡SiC主鏡輕量化設(shè)計及支撐技術(shù)研究[D]. 范磊.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2013
[2]大口徑天文光學望遠鏡主鏡鍍膜的研究[D]. 倫寶利.中國科學院研究生院(云南天文臺) 2013
碩士論文
[1]輕量化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[D]. 朱能兵.中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所) 2017
本文編號:3022250
【文章來源】:科學技術(shù)與工程. 2020,20(23)北大核心
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
D6與優(yōu)化目標關(guān)系
機械Whiffletree支撐是一種基于運動學軸向三點定位原理,來限制主鏡的翻轉(zhuǎn)和延光軸的平移3個自由度。如圖1所示,根據(jù)支撐點數(shù)的不同分為9點、18點最多可擴展為54點機械Whiffletree支撐[3]。支撐點數(shù)的選擇根據(jù)Hall提出的主鏡支撐最少支撐點經(jīng)驗公式:
通過參數(shù)化建模,支撐孔采用內(nèi)環(huán)6孔,外環(huán)12孔,且外環(huán)的每兩個支撐孔與內(nèi)環(huán)的一個支撐孔組成一個等腰三角形,且6個三角形旋轉(zhuǎn)對稱,以實現(xiàn)18點機械Whiffletree支撐,如圖2所示。在此之前由于輕量化主鏡的輕量化孔在磨削加工時,壓力盤會使其發(fā)生彈性變形,因此其大小及面板厚度對其有一定影響,且經(jīng)驗公式為
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2m級SiC輕量化主鏡的邊緣切向剪切支撐設(shè)計與優(yōu)化[J]. 高則超,王富國,丁良,魏夢琦,王瑞. 科學技術(shù)與工程. 2018(27)
[2]Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)平衡性調(diào)節(jié)及測試方法[J]. 魏祥通,張景旭,王富國,劉祥意. 科學技術(shù)與工程. 2016(29)
[3]2.4米望遠鏡主鏡鍍膜工藝的研究[J]. 倫寶利,秦松年,王建國,范玉峰,徐文博,彭煥文,常亮,王傳軍,辛玉新,易為敏,許玥姮,王雪利,張居甲,李建,和壽圣. 天文研究與技術(shù). 2014(02)
[4]大孔徑長條反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計[J]. 辛宏偉,關(guān)英俊,李景林,楊利偉,董得義,張學軍. 光學精密工程. 2011(07)
[5]基于曲線柔性單元的新型大變形柔性鉸鏈[J]. 趙山杉,畢樹生,宗光華,于靖軍. 機械工程學報. 2009(04)
[6]1.2m SiC主鏡輕量化設(shè)計與分析[J]. 王富國,楊洪波,趙文興,楊飛. 光學精密工程. 2009(01)
[7]大口徑望遠鏡主鏡支撐結(jié)構(gòu)研究[J]. 王洋,張景旭,楊飛. 紅外與激光工程. 2006(S2)
[8]碳化硅反射鏡輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 韓媛媛,張宇民,韓杰才,張劍寒,姚旺,周玉鋒. 光電工程. 2006(08)
[9]HY-280耐溫膠粘劑[J]. 陳忠祥,王前喜. 化學建材. 1996(02)
博士論文
[1]2m級地基望遠鏡SiC主鏡輕量化設(shè)計及支撐技術(shù)研究[D]. 范磊.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2013
[2]大口徑天文光學望遠鏡主鏡鍍膜的研究[D]. 倫寶利.中國科學院研究生院(云南天文臺) 2013
碩士論文
[1]輕量化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[D]. 朱能兵.中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所) 2017
本文編號:3022250
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