發(fā)布時間：2021-05-18 10:36

　　反射鏡是光電望遠鏡結(jié)構(gòu)體系中重要組成部分,其支撐性能的優(yōu)良與否會對望遠鏡的工作水平和成像效果產(chǎn)生重要影響。隨著望遠鏡技術(shù)的發(fā)展,反射鏡口徑不斷增大,側(cè)向支撐系統(tǒng)所起到的作用越發(fā)突出。本課題結(jié)合某2m級SiC反射鏡光電望遠鏡項目,根據(jù)該項目對反射鏡系統(tǒng)諧振頻率和面形精度的要求,對側(cè)向支撐系統(tǒng)進行設計。閱讀相關(guān)文獻,了解大口徑反射鏡側(cè)向支撐系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與研究進展,研究常用側(cè)向支撐方案并掌握其支撐的基本原理,提出了適合本課題的基于邊緣切向剪切原理的側(cè)向支撐方案。針對一個口徑為2030mm的輕量化反射鏡,在軸向支撐系統(tǒng)采用18點Whiffletree結(jié)構(gòu)的基礎上,側(cè)向支撐系統(tǒng)采用12個邊緣離散支撐點;運用側(cè)向均勻承重支撐思想選擇支撐點的位置;引用邊緣切向剪切支撐公式計算支撐力的大小和優(yōu)化支撐力的角度。結(jié)果表明,鏡面面形RMS值為15.23nm,系統(tǒng)一階諧振頻率為17.7 Hz,滿足2 m級SiC輕量化反射鏡的支撐要求。同時,本課題設計了一種新型的主動調(diào)節(jié)側(cè)向支撐機構(gòu)。先分析常用側(cè)向支撐機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和特點;再設計由位移促動器、柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)和嵌入杠桿系統(tǒng)等部件組成的主動調(diào)節(jié)側(cè)向支撐機構(gòu);最后,... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 課題背景和意義
        1.1.2 SiC材料的應用
    1.2 大口徑反射鏡支撐系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 MOAT望遠鏡
        1.2.2 VLTI望遠鏡
        1.2.3 VATT望遠鏡
        1.2.4 SOFIA望遠鏡
        1.2.5 YAOT望遠鏡
        1.2.6 興隆2.16m望遠鏡
    1.3 本文主要的研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 大口徑反射鏡側(cè)向支撐理論
    2.1 大口徑反射鏡支撐的基本原理
    2.2 支撐系統(tǒng)對反射鏡面形的影響
        2.2.1 反射鏡面形精度的評價
        2.2.2 側(cè)向支撐系統(tǒng)對面形精度的影響
    2.3 側(cè)向支撐方案的基本形式
        2.3.1 杠桿平衡重支撐方案
        2.3.2 A-Frame支撐方案
        2.3.3 水銀帶支撐方案
        2.3.4 切向桿支撐方案
        2.3.5 液壓支撐方案
        2.3.6 推拉支撐方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 側(cè)向支撐方案設計、分析與優(yōu)化
    3.1 反射鏡模型
    3.2 支撐點位置優(yōu)化
        3.2.1 側(cè)向均勻承重支撐原理
        3.2.2 支撐點位置的選擇
        3.2.3 有限元分析
    3.3 支撐力大小和角度優(yōu)化
        3.3.1 邊緣切向剪切支撐原理
        3.3.2 支撐力大小和角度的確定
    3.4 反射鏡模型的有限元分析
        3.4.1 反射鏡的有限元模型
        3.4.2 系統(tǒng)的諧振頻率
        3.4.3 鏡面面形精度
    3.5 本章小結(jié)
第4章 側(cè)向支撐機構(gòu)的設計與剛度測試
    4.1 側(cè)向支撐機構(gòu)的設計
        4.1.1柔性件1
        4.1.2 杠桿機構(gòu)
    4.2 側(cè)向支撐機構(gòu)的有限元分析
    4.3 側(cè)向支撐機構(gòu)的剛度測試實驗
        4.3.1 實驗原理
        4.3.2 實驗平臺的搭建
        4.3.3 實驗過程
        4.3.4 實驗結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 側(cè)向支撐系統(tǒng)的敏感性分析
    5.1 系統(tǒng)誤差的來源
    5.2 局部敏感性分析
        5.2.1 支撐點的位置誤差分析
        5.2.2 支撐力的大小誤差分析
        5.2.3 支撐力的角度誤差分析
    5.3 全局敏感性分析
        5.3.1 支撐點的位置誤差分析
        5.3.2 支撐力的大小誤差分析
        5.3.3 支撐力的角度誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 論文的研究成果和結(jié)論
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 下一步研究內(nèi)容與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]彎月薄鏡的側(cè)向支撐[J]. 吳小霞,郝亮,邵亮,徐偉.  光學精密工程. 2016(03)
[2]Slope RMS在三鏡支撐設計與面形評價中的應用[J]. 李明璇,張景旭,陳寶剛,楊飛.  激光與紅外. 2015(11)
[3]TMT三鏡面形評價過程[J]. 趙宏超,張景旭,張麗敏,張彬.  紅外與激光工程. 2014(12)
[4]30m望遠鏡三鏡鏡面面形誤差的斜率均方根評價[J]. 王富國,安其昌.  光學精密工程. 2014(05)
[5]大口徑輕量化主鏡邊緣側(cè)向支撐的優(yōu)化設計[J]. 范磊,張景旭,吳小霞,王富國,陳夫林,楊洪波.  光學精密工程. 2012(10)
[6]地基大口徑望遠鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)綜述[J]. 張景旭.  中國光學. 2012(04)
[7]Whiffletree結(jié)構(gòu)在主鏡側(cè)支撐中的應用研究[J]. 傅家,張景旭,王富國,楊飛,徐煒.  紅外技術(shù). 2012(04)
[8]國外大型地基望遠鏡主鏡支撐綜述[J]. 王富國,吳小霞,邵亮,李劍鋒.  激光與紅外. 2012(03)
[9]大口徑SiC反射鏡組件研制技術(shù)[J]. 閆勇,王棟,金光.  光電工程. 2010(06)
[10]某空間用主反射鏡的設計[J]. 崔永鵬,何欣,張凱.  激光與紅外. 2010(04)

碩士論文
[1]4m望遠鏡三鏡系統(tǒng)研究設計[D]. 李明璇.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2015



本文編號：3193644