留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

主反射镜组件柔性环节随机振动响应分析与试验

李宗轩

李宗轩. 主反射镜组件柔性环节随机振动响应分析与试验[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 101-107.
引用本文: 李宗轩. 主反射镜组件柔性环节随机振动响应分析与试验[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 101-107.
Li Zongxuan. Analysis and test on the response of primary mirror flexure under random vibration[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(S1): 101-107.
Citation: Li Zongxuan. Analysis and test on the response of primary mirror flexure under random vibration[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(S1): 101-107.

主反射镜组件柔性环节随机振动响应分析与试验

基金项目: 

国家863高技术研究发展计划(2012AA121502)

详细信息
    作者简介:

    李宗轩(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事空间光学仪器设计与工程分析方面的研究工作.Email: lizongx@126.com

  • 中图分类号: TH133

Analysis and test on the response of primary mirror flexure under random vibration

  • 摘要: 大口径主反射镜是空间光学遥感器的关键部件,其动态结构刚度与强度直接关系到光学系统的成像质量.在结构设计初期,为保证Ф750 mm口径主反射镜组件在动力学载荷作用下不发生破坏,对其进行了随机振动下的峰值应力分析与试验.首先,论述了空间光学遥感器经历的动力学环境条件,并阐述了随机振动响应的峰值等效原则;之后建立了主镜组件的有限元模型,进行了基于上述准则的动力学仿真分析;最后,对主镜组件力学模拟件进行了动力学环境试验与应变的动态采集分析.分析与试验结果表明:柔性环节在X向、Y向、Z向随机振动激励下响应的峰值应力分别为102.3 MPa、99.5 MPa、104.3 MPa,与仿真结果最大相对误差为10.8%.试验结果验证了上述分析的准确性,说明主镜组件柔性环节设计可靠,安全系数为2.07,满足使用要求.
  • [1] Ke Shouquan. Environmental Engineering ad Simulation Test of Satellite(II)[M]. Beijing: China Astronautic Press, 1996. (in Chinese) 柯受全. 卫星环境工程和模拟试验(下)[M]. 北京: 宇航出版社, 1996.
    [2]
    [3]
    [4] Tom Irvine. Equivalent staticloadsforrandomvibration[EB/OL]. http: //www. vibrationdata. com, 2012.
    [5]
    [6] Dave S Steinberg. Vibration Analysis for Electronic Equipment[M]. New York: John Wiley Sons, 2000.
    [7]
    [8] John W Miles. On structural fatigue under random loading[J]. Journal of Aeronautic Sciences, 1954, 21(11): 753-762.
    [9] Yang Baoning. Engineering methods for determining quasi-static limit load for structures under random vibration[J]. Spacecraft Engineering, 2006, 15(3): 33-37. (in Chinese) 杨宝宁. 随机振动条件下设计载荷的确定方法[J]. 航天器工程, 2006, 15(3): 33-37.
    [10]
    [11]
    [12] Zhang Yumei, Han Zengyao, Zou Yuanjie. An overview of structural strength designmethods for spacecrafts in random vibration environment[J]. Advances in Mechanics, 2012, 42(4): 464-471. (in Chinese) 张玉梅, 韩增尧, 邹元杰. 随机振动环境下航天器结构强度设计方法综述[J]. 力学进展, 2012, 42(4): 464-471.
    [13] Ryan Simmons. Miles' equation[EB/OL]. http: //femci. gsfc. nasa. gov/random/MilesEqn. html, 1997.
    [14]
    [15] Tian Lisi. Guide to Dynamic Analysis Using MSC Nastran[M]. Beijing: China Water Power Press, 2012. (in Chinese) 田利思. MSC Nastran动力分析指南[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2012.
    [16]
    [17] Jaap Wijker. Random Vibration in Spacecraft Structures Design: Theory and Applications[M]. Dordrecht: Springer Press, 2009.
    [18]
    [19] Dong Deyi, Xin Hongwei, Yang Liwei. Random vibration analysis and its verification for large aperture mirror component[J]. Journal of Vibration and Shock, 2011, 30(11): 74-78. (in Chinese) 董得义, 辛宏伟, 杨利伟. 大孔径反射镜组件随机振动响应分析与试验[J]. 振动与冲击, 2011, 30(11): 74-78.
    [20]
    [21]
    [22] Zou Yan, Wu Qingwen, Dong Deyi. Analysis and tests of the peak value of stress in broadband random vibration[J]. Mechanics and Practice, 2009, 31(5): 45-50. (in Chinese) 邹艳, 吴清文, 董得义. 宽带随机振动峰值应力分析与试验研究[J]. 力学与实践, 2009, 31(5): 45-50. (in Chinese)
    [23] Guo Wancun, Wu Qingwen, Liu Hongwei. Engineering method based on static strengththeory for random vibration[J]. Journal of Mechanical Strength, 2012, 34(1): 31-36. (in Chinese) 郭万存, 吴清文, 刘宏伟. 用静强度理论考查结构随机振动响应的工程分析方法[J]. 机械强度, 2012, 34(1): 31-36.
  • [1] 曲慧东, 魏加立, 董得义, 胡海飞, 关英俊.  长条形空间反射镜组件轻量化结构设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200404-1-20200404-11. doi: 10.3788/IRLA20200404
    [2] 王辰忠, 胡中文, 陈忆, 许明明, 陈力斯.  空间引力波望远镜主反射镜系统的结构设计优化 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190469-1-20190469-10. doi: 10.3788/IRLA20190469
    [3] 彭勃, 张普, 陈天奇, 赵崟岑, 吴的海, 刘晖.  高功率半导体激光器互连界面可靠性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105002-1105002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1105002
    [4] 张丽敏, 韩西达, 吕天宇, 赵宏超.  大口径望远镜次镜系统的拓扑优化设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 818008-0818008(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0818008
    [5] 朱其文, 张普, 吴的海, 聂志强, 熊玲玲, 刘兴胜.  千瓦级传导冷却半导体激光器阵列热特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005003-1005003(7). doi: 10.3788/IRLA201754.1005003
    [6] 战宇, 刘常升, 薛俊川.  等效载荷法模拟激光超声微裂纹检测 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006004-1006004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1006004
    [7] 张耀平, 樊峻棋, 龙国云.  变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
    [8] 谢军, 何锋赟, 王晶, 高阁, 赵天骄, 刘震宇.  经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 132-137. doi: 10.3788/IRLA201645.S118001
    [9] 郭骏立, 安源, 李宗轩, 李凯.  空间相机反射镜组件的胶结技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 313002-0313002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0313002
    [10] 李林, 王栋, 谭陆洋, 孔林, 杨洪波.  微小卫星天线与飞轮共支撑结构优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018008-1018008(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1018008
    [11] 刘颖, 范永青, 徐金涛.  光纤陀螺组合的热设计及分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3750-3754.
    [12] 吴飞, 董杰, 田海霞, 蔡璐璐.  黑体腔高温传感器结构设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2609-2614.
    [13] 范磊, 王志, 曹玉岩.  基于力矩主动校正的反射镜支撑分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1273-1277.
    [14] 马鑫, 杨萱, 杨辰, 钱航, 郑龙飞.  太阳帆航天器姿态控制滚转轴稳定机设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 72-77.
    [15] 王振宝, 吴勇, 杨鹏翎, 冯国斌, 张磊.  强激光辐照铝靶温度分布数值模拟及实验研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2061-2065.
    [16] 刘志明, 陈坤峰, 高业胜, 史学舜, 简水生.  阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2146-2149.
    [17] 郭万存, 吴清文, 杨近松, 黄勇, 高志良.  2m主镜主动支撑优化设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1480-1484.
    [18] 范磊, 张景旭, 邵亮, 赵勇志.  采用液压Whiffle-tree的大口径主镜轴向支撑 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2126-2131.
    [19] 杨亮, 李朝辉, 乔克.  某空间反射镜支撑装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3277-3282.
    [20] 王为清, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣.  Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1153-1160.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  298
  • HTML全文浏览量:  38
  • PDF下载量:  183
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-21
  • 修回日期:  2014-11-24
  • 刊出日期:  2015-01-25

主反射镜组件柔性环节随机振动响应分析与试验

    作者简介:

    李宗轩(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事空间光学仪器设计与工程分析方面的研究工作.Email: lizongx@126.com

基金项目:

国家863高技术研究发展计划(2012AA121502)

  • 中图分类号: TH133

摘要: 大口径主反射镜是空间光学遥感器的关键部件,其动态结构刚度与强度直接关系到光学系统的成像质量.在结构设计初期,为保证Ф750 mm口径主反射镜组件在动力学载荷作用下不发生破坏,对其进行了随机振动下的峰值应力分析与试验.首先,论述了空间光学遥感器经历的动力学环境条件,并阐述了随机振动响应的峰值等效原则;之后建立了主镜组件的有限元模型,进行了基于上述准则的动力学仿真分析;最后,对主镜组件力学模拟件进行了动力学环境试验与应变的动态采集分析.分析与试验结果表明:柔性环节在X向、Y向、Z向随机振动激励下响应的峰值应力分别为102.3 MPa、99.5 MPa、104.3 MPa,与仿真结果最大相对误差为10.8%.试验结果验证了上述分析的准确性,说明主镜组件柔性环节设计可靠,安全系数为2.07,满足使用要求.

English Abstract

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回