空間探測(cè)需求的不斷提高對(duì)空間相機(jī)的主反射鏡提出了口徑更大的要求。但是反射鏡口徑的增加造成鏡面變形增大和發(fā)射成本的升高。因此,如何在保證反射鏡結(jié)構(gòu)性能要求前提下,最大限度的減少反射鏡質(zhì)量是該領(lǐng)域重要的研究課題。針對(duì)反射鏡對(duì)面形、固有頻率和輕量化的多重要求,基于多層次優(yōu)化和多目標(biāo)優(yōu)化理論對(duì)反射鏡的基體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局優(yōu)化,主要內(nèi)容如下:首先,建立反射鏡的實(shí)體模型,分析反射鏡主要工況,確定其載荷和邊界條件;對(duì)反射鏡進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和沖擊響應(yīng)分析,確定進(jìn)行輕量化的性能約束指標(biāo)。其次,以鏡面結(jié)構(gòu)的柔順度最小為目標(biāo),以一階固有頻率、鏡面節(jié)點(diǎn)的最大位移為約束條件,建立鏡面結(jié)構(gòu)形貌優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行基體加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的形貌優(yōu)化;然后,利用折衷規(guī)劃法定義多剛度拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù),利用平均頻率法定義固有頻率拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)函數(shù),并基于容限法確定了各子目標(biāo)的權(quán)重系數(shù),得到基于變密度插值模型的反射鏡多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)函數(shù);參考形貌優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果得到反射鏡加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。最后,以反射鏡的靜態(tài)剛度最小和第一階固有頻率最大為目標(biāo),以反射鏡節(jié)點(diǎn)的最大位移、加強(qiáng)筋厚度的變化范圍為約束條件,基于折衷規(guī)劃法和... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景與研究意義
    1.3 課題來源
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 薄板殼結(jié)構(gòu)加筋布局方法的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 反射鏡背部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
        1.4.3 多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.5 研究?jī)?nèi)容與方法
第2章 反射鏡建模及靜動(dòng)態(tài)特性分析
    2.1 反射鏡的結(jié)構(gòu)和工況分析以及三維建模
        2.1.1 反射鏡三維實(shí)體建模
        2.1.2 反射鏡工況分析
    2.2 反射鏡的靜動(dòng)態(tài)特性分析
        2.2.1 靜力學(xué)特性分析
        2.2.2 模態(tài)分析
        2.2.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 反射鏡的形貌優(yōu)化及多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化
    3.1 反射鏡形貌優(yōu)化
        3.1.1 形貌優(yōu)化理論
        3.1.2 反射鏡的形貌優(yōu)化流程
        3.1.3 反射鏡形貌優(yōu)化結(jié)果
    3.2 反射鏡多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化
        3.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化概述
        3.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化中的數(shù)值不穩(wěn)定問題
    3.3 反射鏡多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)函數(shù)描述
        3.3.1 軸向重力工況下剛度最大化的拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        3.3.2 低階固有頻率拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)函數(shù)
        3.3.3 多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)函數(shù)
    3.4 反射鏡多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的實(shí)現(xiàn)
        3.4.1 拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)體模型的創(chuàng)建
        3.4.2 邊界條件的創(chuàng)建
        3.4.3 反射鏡多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的流程
        3.4.4 查看結(jié)果和后處理
    3.5 反射鏡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    3.6 拓?fù)浞瓷溏R結(jié)構(gòu)分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 反射鏡背部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)尺寸優(yōu)化
    4.1 尺寸優(yōu)化理論
    4.2 反射鏡的多目標(biāo)尺寸優(yōu)化
        4.2.1 設(shè)計(jì)變量
        4.2.2 反射鏡尺寸優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)
        4.2.3 拓?fù)浞瓷溏R參數(shù)優(yōu)化及結(jié)果
    4.3 優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]同軸三反空間相機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[D]. 郭權(quán)鋒.中國科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012

碩士論文
[1]空間反射鏡bipod支撐技術(shù)研究[D]. 周宇翔.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2016
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[3]空間光學(xué)遙感器輕型支撐結(jié)構(gòu)研究[D]. 劉磊.中國科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2006



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