激光与红外

作者：程明星

单位：1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033；2.中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049；

关键词：支撑背板;轻量化;拓扑优化;尺寸优化;有限元分析

针对2m量级大型离轴三反空间相机,采用并联机构作为次镜的调整机构。并且将调整机构动平台直接作为次镜支撑背板使用,增加了结构刚度,同时也使整机结构更加紧凑。因此,背板是次镜组件的核心零件。背板的材料采用具有良好尺寸稳定性、比刚度高的60 SiC/Al。由于背板承上启下的重要性,决定了背板对自身重量及刚度有很高的要求,因此采用以刚度为目标对其进行拓扑优化设计,并且以背板质量和基频作为目标对背板面板与加强筋的尺寸进行多目标尺寸优化；最终优化后的背板质量为142 kg,基频达到954 Hz。最后对次镜组件进行静力学分析及动力学分析,结果表明:重力与4℃温升耦合工况下重力方向位移与面形RMS值最大:最大位移为9651μm,面形RMS值为7535nm；次镜组件约束状态下的一阶固有频率为115 Hz,满足大型空间望远镜在轨成像要求。

来源：2023年第1期

《激光与红外》期刊编辑部

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