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大口径、非球面光学反射镜装调和检测技术研究
作 者: 付兴科
导 师: 孙祥一
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 航空宇航科学与技术
关键词: 大口径 长焦距 非球面 光学检测 光学系统装调技术
分类号: V443.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
目前大口径光学系统的研制已经是航天光学遥感发展的必然趋势,本文针对航天光学遥感的大口径、非球面光学零件的设计、装调、检测进行了研究,在设计阶段,以背景型号为支撑,重点从边界约束条件确定、设计思路、仿真分析与计算、方案优化、检测方案优选对比、实验过程等各个方面进行了研究,并通过实物验证,为大型光学系统的制造提供良好的基础大口径非球面反射镜的研制是一个非常复杂的工作,目前已经成为高质量光学系统研制的制约条件,需要大量的仿真机算作为设计的依据,并且要通过大量的试验验证才能够确保仿真分析的精度和准确性,目前本课题的研究也仅仅是做了一定的探索工作,并且由于选用材料的约束,不能够选用力学、光学、热学性能更合理的材料,随着新型光学反射镜材料如SiC的工程化应用的成熟,在实际工程化研制中得到应用,必然能够降低反射镜的重量,提高反射镜适应力学环境的能力;同时作为力学、热学参数可设计的碳纤维复合材料也逐步应用成熟,由此替代目前的钛合金材料后也必然会带来可靠性的提高和重量的下降,都为以后的大口径、非球面反射镜组件的研制提供良好的基础。但是前期有效、精确的力学仿真分析是提高研制质量、缩短研制周期、降低研制风险的必要保障,针对不同应用背景的高质量大口径、非球面反射镜的研制需求,提高设计能力以及测试精度,逐步走向精确设计,是发展的必然趋势,这需要从设计到试验验证的多个循环,才能够提高设计的通用性,为以后新产品的制造奠定良好的基础。
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全文目录
摘要 10-11 ABSTRACT 11-12 第一章 绪论 12-19 1.1 研究背景 12-15 1.2 国内外研究概况、水平和发展趋势 15-18 1.3 论文的主要内容和结构安排 18-19 第二章 大口径非球面反射镜的轻量化研究 19-37 2.1 引言 19 2.2 轻量化反射镜结构分析技术研究 19-27 2.3 反射镜支撑设计 27 2.4 光学零件检测方法 27-35 2.5 小结 35-37 第三章 轻量化对反射镜力学性能的影响研究 37-76 3.1 引言 37 3.2 初步优化方案及计算结果 37-38 3.3 反射镜轻量化设计结果 38-45 3.4 轻量化反射镜模型参数改变对反射镜的影响 45-47 3.5 反射镜支撑形式分析与镜框设计方法研究 47-54 3.6 背部支撑材料的数学模型描述 54-55 3.7 增加背部支撑后轻量化反射镜的静力计算 55-62 3.7.1 轻量化反射镜的准静态分析 56-57 3.7.2 轻量化反射镜的模态分析 57-59 3.7.3 反射镜包带吊装状态的变形分析 59-62 3.8 大口径轻量化反射镜力学分析结果 62-64 3.9 反射镜及支撑结构设计方法研究 64-71 3.9.1 反射镜材料的力学分析 64-67 3.9.2 反射镜的支撑、卸载方式力学分析; 67-69 3.9.3 反射镜组件优化设计方法研究 69-71 3.10 大口径反射镜组件检测方法、检测设备 71-75 3.11 小结 75-76 第四章 某实例的设计结果及试验验证结果 76-84 4.1 引言 76 4.2 背景型号简介 76-80 4.3 试验结果及结论 80-82 4.3.1 试验结果 80-82 4.3.2 结论 82 4.4 小结 82-84 第五章 结束语 84-85 致谢 85-86 参考文献 86-88
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中图分类: > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 电子设备 > 航天器遥感
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