本文關鍵詞：基于有限元法的大口徑平行光管主反射鏡支撐技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著科學事業(yè)的發(fā)展，尤其是空間光學的發(fā)展，需要多種長焦距高分辨率的對地觀測光學系統(tǒng)。平行光管是發(fā)射平行光束的人工光源，它是照相物鏡和望遠物鏡等無限共軛成像光學系統(tǒng)的調(diào)校和像質(zhì)檢驗不可缺少的測量基準。作為平行光管的重要組成部分，論文研究的主反射鏡是整個平行光管設計工作中的關鍵部分，它的面形質(zhì)量直接影響著整個系統(tǒng)的成像質(zhì)量。 本論文首先概述了平行光管主鏡支撐技術的發(fā)展，總結了各種情況下常用的支撐方式�？偨Y了有限元方法的發(fā)展及其在光機設計中的應用，闡述了有限元方法在光機結構設計中運用的必要性。 主鏡設計作為一個系統(tǒng)的設計過程，有必要把主鏡設計思路進行梳理。主鏡設計過程包括主鏡的選材、主鏡是否需要輕量化的考慮、對主鏡支撐結構所帶來的反射面面形變化進行有限元分析以及主鏡支撐方式的具體實現(xiàn)等。 將有限元分析的力學結果轉(zhuǎn)化為反射面的變形情況，需要一定的數(shù)據(jù)處理方法。在有限元分析之前介紹了兩種常用的數(shù)據(jù)處理方法，并進行比較，決定在后續(xù)的有限元分析之后采用齊次坐標變換的數(shù)據(jù)處理方法。 主鏡支撐結構的研究過程中，首先對用膠固定這一新的支撐方式進行可行性研究，，確定用RTV膠進行膠接，并計算出膠的厚度為0.4mm。對主鏡建立了有限元模型，并針對三點、四點、六點等幾種情況進行有限元分析。在各種情況下又對支撐點與Y軸正向夾角對反射面面形的影響、支撐點半徑對反射面面形的影響以及面形與粘貼面積的關系進行分析。最后對幾種情況的面形與粘貼面積的關系進行橫向比較，得出本主鏡選擇六點支撐方式的結論。 在進行有限元分析并選定支撐方式后，探尋合理的形式，將該支撐方式具體實現(xiàn)出來。初步?jīng)Q定采用將六點先轉(zhuǎn)化成三點，再連接到支撐架子上的實現(xiàn)方案。
【關鍵詞】：平行光管 主反射鏡 支撐技術 有限元方法 齊次坐標變換法
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（西安光學精密機械研究所）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH751.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 選題的意義9-11
• 1.2 主反射鏡支撐方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 V型支撐方式11-12
• 1.2.2 吊帶式支撐方式12
• 1.2.3 水銀帶支撐方式12-13
• 1.2.4 鏡框式支撐方式13-14
• 1.2.5 框架式支撐方式14-15
• 1.2.6 六點支撐方式15-17
• 1.3 有限單元法發(fā)展及其在光學儀器設計中的應用17-19
• 1.3.1 有限單元法基本思想及其發(fā)展17-18
• 1.3.2 有限單元法在光機設計中的應用18-19
• 1.4 課題研究的內(nèi)容19-21
• 第二章 主鏡設計思路21-26
• 2.1 主鏡設計思路21-22
• 2.2 主鏡材料選擇22-24
• 2.2.1 材料的光學可加工性能22
• 2.2.2 材料的穩(wěn)定性和安全性22-24
• 2.3 主鏡輕量化的考慮24
• 2.4 主鏡支撐方式選擇24-26
• 第三章 主鏡面形處理方法26-36
• 3.1 Zernike多項式擬合27-30
• 3.1.1 Zernike多項式27-28
• 3.1.2 擬合方法28-30
• 3.2 齊次坐標變換30-35
• 3.2.1 齊次坐標變換方法30-31
• 3.2.2 鏡面相對于各自理想位置平移量和偏轉(zhuǎn)量的求解31-33
• 3.2.3 峰谷值、均方根值的計算33
• 3.2.4 計算實例以及精度分析33-35
• 3.3 本章小結35-36
• 第四章 主鏡支撐結構的研究36-58
• 4.1 有限元分析的實現(xiàn)36-39
• 4.1.1 有限元分析的步驟36-38
• 4.1.2 有限元分析工具介紹38-39
• 4.2 用膠固定39-43
• 4.2.1 膠的選擇40
• 4.2.2 RTV膠參數(shù)的測量40-43
• 4.2.3 膠固緊可行性分析43
• 4.3 背部膠接支撐方式的有限元分析43-57
• 4.3.1 膠的厚度確定43-44
• 4.3.2 三點支撐44-51
• 4.3.3 四點支撐51-53
• 4.3.4 六點支撐53-56
• 4.3.5 結論56-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第五章 主鏡支撐結構的具體實現(xiàn)58-63
• 5.1 總體支撐結構58-59
• 5.2 一級支撐結構59-60
• 5.3 支撐結構3D效果圖60-63
• 第六章 結論與展望63-65
• 6.1 論文工作總結63-64
• 6.2 不足與展望64-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68-69
• 致謝69

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉磊;;輕型高穩(wěn)定性離軸非球面平行光管設計[J];中國光學;2011年06期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 周超;大口徑望遠鏡系統(tǒng)建模及仿真分析研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2011年

2 劉兆棟;φ600mm近紅外相移斐索干涉儀校準及測試技術研究[D];南京理工大學;2011年

3 陳夫林;620mm彎月形薄鏡主動支撐研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 孫威;Φ800mm通光口徑紋影系統(tǒng)結構分析與設計[D];中國工程物理研究院;2010年

2 鄭顯鋒;基于相移干涉的大平面測量關鍵技術研究[D];西安工業(yè)大學;2012年

3 包立明;紅外光學系統(tǒng)的熱特性分析[D];哈爾濱工程大學;2009年

4 張瑩濤;輕量化反射鏡動態(tài)性能分析與支撐結構設計[D];中國科學院研究生院（光電技術研究所）;2013年

5 關少華;RTV膠在高精度光學裝配中對面形影響的分析[D];中國科學院研究生院（光電技術研究所）;2013年

  本文關鍵詞：基于有限元法的大口徑平行光管主反射鏡支撐技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：410375