深空探测相机超轻主支撑结构优化设计

论文摘要

根据深空探测相机轻质高刚度、高性能的要求,设计了一种超轻主支撑结构。深空探测相比于地球探测环境更加严苛,主支撑结构作为主承力结构,其在发射、在轨环绕阶段都应具有高稳定性,来保持各光学元件之间的相对位置不变。与传统方法相比,文中采用拓扑优化得到清晰的主支撑结构的最佳传力路径,然后通过尺寸优化来提高主支撑结构基频。最后进行轻量化设计,其前后框架结构轻量化率达到90%以上。仿真分析和试验结果表明,主支撑结构满足公差要求且基频(80.264 Hz)远远高于整星一阶频率,应用光学测量的方法振前、振后前框架相对于后框架倾角为3″、0.3″,满足光学系统的公差要求,具有较好的稳定性。大量级力学试验后系统的波像差<λ/14,满足光学系统成像质量要求。

论文目录

• 0 引言
• 1 主支撑结构材料选取
• 2 相机主支撑结构设计
•   2.1 主支撑结构拓扑优化
•   2.2 主支撑结构尺寸优化
•   2.3 前后框架结构轻量化设计
• 3 有限元分析
•   3.1 静力学分析
•   3.2 动力学分析
• 4 试验验证
•   4.1 力学试验
•   4.2 结构稳定性检测
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘奉昌,李威,董吉洪,赵伟国,赵海波,李晓波

关键词: 深空探测,主支撑结构,超轻,拓扑优化,尺寸优化

来源: 红外与激光工程 2019年12期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,中国科学院大学

基金: 国家重点科技项目(Y3HD1SA130)

分类号: V445.8

页码: 217-224

总页数: 8

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