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空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计

齐光,  许艳军,  刘炳强

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齐光, 许艳军, 刘炳强. 空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2214-2218.
引用本文: 齐光, 许艳军, 刘炳强. 空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2214-2218.
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Qi Guang, Xu Yanjun, Liu Bingqiang. Lightweight structure design for SiC/Al supporting plate of space mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(7): 2214-2218.
Citation: Qi Guang, Xu Yanjun, Liu Bingqiang. Lightweight structure design for SiC/Al supporting plate of space mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(7): 2214-2218.
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空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计

  • 1.

    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033

基金项目: 

国家863 计划（863-2-5-1-13B）

详细信息
    作者简介:

    齐光（1981-），男，助理研究员，硕士，主要从事空间光学仪器及其光机结构设计方面的研究。Email：ygwx01@163.com

  • 中图分类号: V445.8;TH16

Lightweight structure design for SiC/Al supporting plate of space mirror

  • 1.

    Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

  • 摘要: 在保证空间光学遥感相机反射镜组件结构刚度、位置精度、面形精度的同时，最大限度地降低反射镜支撑板的质量，是轻量化设计的一个重要内容。提出了通过拓扑优化确定反射镜用SiC/Al 材料的背部支撑板轻量化形式的方案。采用有限元分析法对获得的优化结果进行分析。分析结果表明： 重力载荷下面形精度达到/10 PV，/50 RMS（=632.8 nm），PV 值13.3 nm，RMS 值2.9 nm，反射镜组件一阶固有频率239 Hz，均优于传统结构形式的反射镜。拓扑优化的方法获得的轻量化背部支撑板能够满足使用要求。
    Abstract: To meet the requirements of high location accuracy and surface figure accuracy for space mirror set, reducing support weight extremely at the same time becomes the new important research subject in most countries. A topological optimization design for a space mirror support lightweight was presented in this paper. By using finite element analysis technique, the static stiffness of the mirror was analyzed. The analysis results show that the surface accuracy reaches /10 PV, /50 RMS (=632.8 nm) under gravity load, PV value is 13.3 nm, RMS values is 2.9 nm, the mirror component first-order natural frequency is 239 Hz, which is better than traditional structure forms of mirrors, and can meet the application requirements.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-06
  • 修回日期:  2013-12-07
  • 刊出日期:  2014-07-25

空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计

  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130033
    • 作者简介:

    齐光（1981-），男，助理研究员，硕士，主要从事空间光学仪器及其光机结构设计方面的研究。Email：ygwx01@163.com

  • 收稿日期: 2013-11-06
  • 修回日期: 2013-12-07
  • 刊出日期: 2014-07-25
基金项目:

国家863 计划（863-2-5-1-13B）

  • 中图分类号: V445.8;TH16

摘要: 在保证空间光学遥感相机反射镜组件结构刚度、位置精度、面形精度的同时，最大限度地降低反射镜支撑板的质量，是轻量化设计的一个重要内容。提出了通过拓扑优化确定反射镜用SiC/Al 材料的背部支撑板轻量化形式的方案。采用有限元分析法对获得的优化结果进行分析。分析结果表明： 重力载荷下面形精度达到/10 PV，/50 RMS（=632.8 nm），PV 值13.3 nm，RMS 值2.9 nm，反射镜组件一阶固有频率239 Hz，均优于传统结构形式的反射镜。拓扑优化的方法获得的轻量化背部支撑板能够满足使用要求。

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