為了探究宇宙起源與演化過(guò)程,大口徑巡天望遠(yuǎn)鏡將突破已有的探測(cè)深度和廣度,幫助人類解決更多科學(xué)前沿領(lǐng)域問(wèn)題。大口徑校正鏡組不同于普通的透射式光學(xué)系統(tǒng),為了使校正鏡組性能滿足設(shè)計(jì)要求,總結(jié)分析了透鏡支撐設(shè)計(jì)的基本原理和一般方法,建立了彈性體有限元模型,進(jìn)行了參數(shù)化分析并優(yōu)化了支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位。著重考慮透鏡和鏡室在不同重力載荷下的位移變形、應(yīng)力變化和成像質(zhì)量要求。結(jié)果顯示,在0°～90°俯仰角變化范圍內(nèi),彈性體支撐的透鏡標(biāo)準(zhǔn)化點(diǎn)源敏感性值最小值為0.973 1,其面形誤差、應(yīng)力和位移等方面均滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,以上的工作對(duì)于類似的大口徑系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化有著一定指導(dǎo)意義。 

【文章來(lái)源】：紅外與激光工程. 2020,49(S1)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

透鏡彈性體支撐結(jié)構(gòu)Fig.1Lenselastomersupportstructure

?透鏡底支撐為粘接有12個(gè)軸向RTV墊片的支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)的端面與透鏡具有相同的曲率半徑，使透鏡與鏡室裝配時(shí)可以實(shí)現(xiàn)良好的面接觸，防止出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象。鏡室的側(cè)面設(shè)計(jì)為12個(gè)側(cè)支撐塊，側(cè)支撐塊與透鏡接觸面具有相同的曲率半徑，在徑向RTV墊片與透鏡粘膠前，要先與側(cè)支撐塊進(jìn)行粘接，再在側(cè)支撐塊接觸面均勻涂抹環(huán)氧樹(shù)脂膠與透鏡粘接，安裝到位后螺釘擰緊固定，最后安裝透鏡安全擋環(huán)。圖1透鏡彈性體支撐結(jié)構(gòu)Fig.1Lenselastomersupportstructure圖2為該支撐結(jié)構(gòu)的爆炸圖。圖2透鏡彈性體支撐爆炸圖Fig.2Explosiondiagramoflenselastomersupport

紅外與激光工程第S1期www.irla.cn第49卷20200124-4對(duì)于彈性體支撐結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，彈性體RTV的尺寸和厚度在控制透鏡的變形和位移方面起著至關(guān)重要的作用，設(shè)計(jì)因素中彈性體的形狀因子S很大程度影響了彈性體的機(jī)械性能[12]，S可定義如公式(3)所示：S=loadedarea4×freearea=a24×a×t(3)設(shè)RTV受載面積為正方形，式中a為受載面積的長(zhǎng)和寬，t為RTV的厚度，見(jiàn)圖3。圖3RTV尺寸圖Fig.3RTVsizechart實(shí)驗(yàn)證明，受約束RTV的熱膨脹系數(shù)與材料本身的熱膨脹系數(shù)有顯著差異，因此引入熱膨脹校正系數(shù)KT，熱膨脹系數(shù)的關(guān)系如公式(4)所示：琢RTV=KT琢0(4)式中：琢0為RTV材料本身的熱膨脹系數(shù)；琢RTV為受載情況下RTV墊片的熱膨脹系數(shù)。S決定的熱膨脹校正系數(shù)KT如公式(5)所示：KT=啄琢0駐Tt(5)式中：啄為在熱載荷下RTV厚度改變量；駐T為工作溫度改變量。圖4為形狀因子和校正系數(shù)關(guān)系圖，不同S值對(duì)應(yīng)不同的熱膨脹系數(shù)校正因子。當(dāng)S>4時(shí)，KT始終為2.9。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和形狀因子與熱膨脹系數(shù)曲線圖(圖4)，RTV設(shè)計(jì)過(guò)程中取KT=2.75。徑向墊片的厚度可以通過(guò)Bayar等式、Deluzio等式和Muench等式表達(dá)。設(shè)T0為加工溫度，Rm為金屬鏡室半徑，Rg為透鏡的半徑。Bayer等式如公式(6)所示：tsimple=R(琢cell-琢lens)琢RTV-琢cell(6)式中：R為透鏡的半徑；琢cell為鏡室的熱膨脹系數(shù)；琢lens為?


本文編號(hào)：3594340