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大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计

刘祥意 张景旭 陈宇东 吴小霞 李剑锋 郝亮

刘祥意, 张景旭, 陈宇东, 吴小霞, 李剑锋, 郝亮. 大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 188-194.
引用本文: 刘祥意, 张景旭, 陈宇东, 吴小霞, 李剑锋, 郝亮. 大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 188-194.
Liu Xiangyi, Zhang Jingxu, Chen Yudong, Wu Xiaoxia, Li Jianfeng, Hao Liang. Optimized design of flexible membrane used for large-aperture primary mirror support cylinder[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 188-194.
Citation: Liu Xiangyi, Zhang Jingxu, Chen Yudong, Wu Xiaoxia, Li Jianfeng, Hao Liang. Optimized design of flexible membrane used for large-aperture primary mirror support cylinder[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 188-194.

大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计

基金项目: 

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新重大研究项目专项资金(O65X32C060)

详细信息
    作者简介:

    刘祥意(1987-),男,博士生,主要从事大口径望远镜的主镜支撑及热控系统的设计和仿真分析方面的研究。Email:liuxiangyi107@163.com

  • 中图分类号: TH751

Optimized design of flexible membrane used for large-aperture primary mirror support cylinder

  • 摘要: 在大口径望远镜主镜液压支撑形式中,液压缸需要一种简单可靠、不需要润滑维护的精密导向机构,而且可以输出较大行程范围(毫米级)。设计了一种柔性金属膜片机构用于液压缸的径向定位导向。建立了金属膜片机构有限元模型,采用几何非线性算法,研究分析了不同拓扑结构对金属膜片柔度的影响,通过不同拓扑结构金属膜片的性能分析对比可知,V 型膜片能够很好地克服应力刚化,保证柔度的稳定性;以柔度为优化目标,对金属膜片V 型的位置尺寸和形状尺寸进行了优化设计,金属膜片在导向方向上的柔度提高了14.2%;搭建了柔性金属膜片机构柔度测试平台,验证了仿真计算结果。结合实验和仿真结果可知:V 型柔性金属膜片具有良好的定位导向性能,对用于液压支撑的液压缸和主动光学的微位移促动器的导向机构的设计具有指导意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-05
  • 修回日期:  2014-06-10
  • 刊出日期:  2015-01-25

大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计

    作者简介:

    刘祥意(1987-),男,博士生,主要从事大口径望远镜的主镜支撑及热控系统的设计和仿真分析方面的研究。Email:liuxiangyi107@163.com

基金项目:

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新重大研究项目专项资金(O65X32C060)

  • 中图分类号: TH751

摘要: 在大口径望远镜主镜液压支撑形式中,液压缸需要一种简单可靠、不需要润滑维护的精密导向机构,而且可以输出较大行程范围(毫米级)。设计了一种柔性金属膜片机构用于液压缸的径向定位导向。建立了金属膜片机构有限元模型,采用几何非线性算法,研究分析了不同拓扑结构对金属膜片柔度的影响,通过不同拓扑结构金属膜片的性能分析对比可知,V 型膜片能够很好地克服应力刚化,保证柔度的稳定性;以柔度为优化目标,对金属膜片V 型的位置尺寸和形状尺寸进行了优化设计,金属膜片在导向方向上的柔度提高了14.2%;搭建了柔性金属膜片机构柔度测试平台,验证了仿真计算结果。结合实验和仿真结果可知:V 型柔性金属膜片具有良好的定位导向性能,对用于液压支撑的液压缸和主动光学的微位移促动器的导向机构的设计具有指导意义。

English Abstract

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