空间光学遥感器长条形反射镜集成优化设计

论文摘要

针对空间光学遥感器离轴三反光学系统主镜的高轻量化率、高面形精度要求,提出了一种长条形反射镜集成优化的设计方法。首先利用变密度的拓扑优化方法分别得到刚度最大化和一阶频率最大化的反射镜拓扑模型,综合两种拓扑模型得到了反射镜的集成设计方案;然后提出了基于镜面变形值的镜体加强筋变量拓展优化方法,进行了设计变量的灵敏度分析,并对反射镜局部加强筋进行了多变量尺寸优化,得到了该长条形反射镜的最佳轻量化结构;最后对优化结果进行了有限元分析,仿真结果表明反射镜在优化后的面形精度有了显著提升,镜体质量仅为8.65 kg,与实心镜体相比轻量化率达到了80.9%。在Z向1g重力作用下,镜面面形精度峰谷值为23.70 nm,均方根值为4.54 nm,该优化方法能很好地满足设计要求。

论文目录

• 1 反射镜初始方案设计
•   1.1 反射镜材料选用
•   1.2 反射镜支撑方案
• 2 镜体集成优化设计
•   2.1 优化设计工况载荷分析和边界条件
•   2.2 反射镜静态和动态工况优化设计
•   2.3 集成优化设计
• 3 镜体局部结构尺寸优化
•   3.1 基于镜面变形量的拓展变量方法
•   3.2 局部结构尺寸变量拓展设计
•   3.3 尺寸变量的灵敏度分析
•   3.4 镜体局部结构尺寸优化
•   3.5 尺寸优化结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李叶文,李宗轩,刘瑞婧,宋伟阳,张丽敏

关键词: 空间相机,轻量化设计,集成优化,灵敏度分析,尺寸优化

来源: 科学技术与工程 2019年35期

年度: 2019

分类: 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: 吉林省科技发展计划(20180414066GH)资助

分类号: V443.5

页码: 375-381

总页数: 7

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