發(fā)布時間：2021-06-17 09:27

　　研究了正六邊形主鏡的支撐結(jié)構(gòu)組件,對主鏡組件進(jìn)行了材料選擇、結(jié)構(gòu)形式與尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)、仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證。首先,針對使用要求,對主鏡進(jìn)行了材料選擇,確定主鏡材料為微晶玻璃,并進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì),對邊320 mm的正六邊形主鏡最終重量約為7 kg,輕量化率為57%;其次,確定主鏡支撐采取背部三點(diǎn)的支撐方式,支撐點(diǎn)分布圓為?184 mm,對支撐組件中的鑲嵌件、柔節(jié)和支撐背板進(jìn)行了材料選擇,并給出了組件的裝配工藝,采取正交試驗(yàn)和有限元仿真相結(jié)合的研究方法對支撐組件中的柔節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),給出了柔節(jié)優(yōu)化后的尺寸參數(shù),分析結(jié)果表明:在1 g、-2℃工況及1 g、2℃工況下因結(jié)構(gòu)支撐引入的面形誤差分別為3.9 nm RMS和5.2 nm RMS,能夠滿足光學(xué)指標(biāo)要求;最后,對組件進(jìn)行了實(shí)物試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:在室溫18℃下檢測其面形精度RMS為0.018 9λ（λ=632.8 nm）,在室溫20℃下檢測其面形精度RMS為0.019 6λ,獲得了比較好的面形精度,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,具備良好的性能,滿足系統(tǒng)使用要求。 

【文章來源】：長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,43(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

鏡體支撐組件結(jié)構(gòu)

反射鏡工作狀態(tài)為光軸豎直狀態(tài)（90°狀態(tài)），其中，定義光軸水平狀態(tài)為0°，所受載荷為重力和±2℃溫度載荷，要求結(jié)構(gòu)支撐下的兩種工況下鏡面精度RMS均小于0.02λ（λ=632.8 nm），最大剛體位移小于2μm，以面形精度和剛體位移為評價(jià)目標(biāo)，采取有限元工程仿真分析的方法進(jìn)行柔節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。影響柔節(jié)性能的主要尺寸參數(shù)如圖4所示，包括：柔節(jié)的徑向厚度b；柔槽間距t；柔槽的長度L；兩組互成90°柔槽端部距離K；柔節(jié)割槽角度θ。采取正交優(yōu)化方法對柔節(jié)的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)[19]，依據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，各尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)水平如表3所示。

柔節(jié)是支撐組件中的關(guān)鍵部件，柔性支撐的作用一方面在于起到隔振的作用，另一方面可以吸收絕大部分的裝配應(yīng)力避免應(yīng)力傳導(dǎo)至鏡體上影響鏡面面形精度，且當(dāng)外界溫度變化時，鏡體與其支撐結(jié)構(gòu)之間材料熱特性的不匹配可以通過柔節(jié)給予補(bǔ)償[17-18]。柔節(jié)采取如圖3所示的結(jié)構(gòu)形式，通過線切割加工出互成90°垂直的兩組柔槽，以實(shí)現(xiàn)萬向自由度的應(yīng)力釋放功能。反射鏡工作狀態(tài)為光軸豎直狀態(tài)（90°狀態(tài)），其中，定義光軸水平狀態(tài)為0°，所受載荷為重力和±2℃溫度載荷，要求結(jié)構(gòu)支撐下的兩種工況下鏡面精度RMS均小于0.02λ（λ=632.8 nm），最大剛體位移小于2μm，以面形精度和剛體位移為評價(jià)目標(biāo)，采取有限元工程仿真分析的方法進(jìn)行柔節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。影響柔節(jié)性能的主要尺寸參數(shù)如圖4所示，包括：柔節(jié)的徑向厚度b；柔槽間距t；柔槽的長度L；兩組互成90°柔槽端部距離K；柔節(jié)割槽角度θ。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]小型輕質(zhì)長條反射鏡撓性支撐方案研究[J]. 辛宏偉.  光機(jī)電信息. 2010(07)
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碩士論文
[1]雙彎振模態(tài)轉(zhuǎn)換型壓電電機(jī)研制[D]. 于夫男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3234933