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星载迈克尔逊干涉仪直线动镜的柔性支撑结构研究 被引量：1
1
作者 杨帅 孙剑 +7 位作者 严强强 冯玉涛 田飞飞 郝雄波 畅晨光 朱军 王灵杰 姚舜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期203-212,共10页
针对传统迈克尔逊干涉仪动镜支撑结构存在成本高、寿命低、维护难度大、大行程大负载下导向精度差的问题,设计了一种高精度迈克尔逊干涉仪角镜柔性支撑结构,具有低成本、高精度、大负荷的优点。提出以柔性支撑结构的承载能力、行程和导... 针对传统迈克尔逊干涉仪动镜支撑结构存在成本高、寿命低、维护难度大、大行程大负载下导向精度差的问题,设计了一种高精度迈克尔逊干涉仪角镜柔性支撑结构,具有低成本、高精度、大负荷的优点。提出以柔性支撑结构的承载能力、行程和导向精度为优化目标的结构刚度模型,选择材料和尺寸参数,开展运动结构设计。有限元分析结果表明该支撑结构在1.5 kg的负载(角镜)下,当行程达到4.5 mm时,柔性结构的最大拉应力约为169 MPa,结构安全裕量为1.98,角镜竖直方向的寄生位移小于4.1μm。专项测试结果显示,支撑结构承载1.5 kg负载(角镜)在4.5 mm行程内,竖直方向的寄生位移小于4.7μm,直线度的均方根误差为1.5μm,与设计结果较吻合,可以满足星载迈克尔逊干涉仪对高精度直线动镜的支撑要求。 展开更多
关键词 迈克尔逊干涉仪 动镜 柔性支撑结构 刚度模型 寄生位移
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光学反射镜柔性支撑结构尺寸稳定性分析 被引量：8
2
作者 孙宝玉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期142-145,共4页
采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通... 采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通过对改进后的结构进行建模和仿真分析,调整柔节参数,使反射镜组件在自重工况下满足结构刚度要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,镜面面形精度达到成像质量要求,即PV值不大于63.2nm。通过进一步对整个组件结构进行动力学分析可知,结构在正弦扫描和随机振动工况下不会发生颤振、疲劳和破坏。仿真分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度均满足成像质量要求,结构尺寸稳定性好,说明这种柔性支撑结构合理可行。 展开更多
关键词 光学反射镜 计算机辅助工程分析 柔性支撑结构 尺寸稳定性
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大口径透镜混合柔性支撑结构优化设计 被引量：2
3
作者 王晓迪 曹玉岩 +2 位作者 王富国 初宏亮 李延伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期270-280,共11页
针对大口径透镜,提出了一种新型混合柔性支撑结构,能够使透镜同时满足面形精度及位置精度要求。首先利用卡氏第二定理对各柔性铰链进行分析,建立支撑组件整体柔度模型。然后以柔性支撑组件的总变形能为目标函数,以位置精度及实际使用空... 针对大口径透镜,提出了一种新型混合柔性支撑结构,能够使透镜同时满足面形精度及位置精度要求。首先利用卡氏第二定理对各柔性铰链进行分析,建立支撑组件整体柔度模型。然后以柔性支撑组件的总变形能为目标函数,以位置精度及实际使用空间要求为约束,建立结构优化设计模型。之后确定径向柔性支撑结构对组件整体柔度的敏感度最大并对其刚度进行验证。最后对优化后的透镜组件整体结构进行有限元分析,同时利用曲面拟合方法计算镜面面形精度。仿真结果表明,在该新型混合柔性支撑结构的作用下,透镜在各要求工况下的面形精度均优于λ/20 (λ=632.8 nm)。所设计的新型混合柔性支撑结构及其理论分析过程可为高精度大口径透镜的支撑技术提供参考。 展开更多
关键词 大口径透镜 柔性支撑结构 有限元分析 卡氏第二定理
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Bipod柔性结构在小型反射镜支撑中的应用 被引量：26
4
作者 张丽敏 王富国 +2 位作者 安其昌 杨飞 王志 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期438-443,共6页
设计了一种由3组Bipod组成的柔性支撑结构,用于提高在实际工作条件下小型反射镜的面形精度。首先,利用伴随变换建立了Bipod及由其组成的支撑结构的柔度矩阵;利用MATLAB优化Bipod的结构参数,以满足径向刚度最小时轴向刚度最大的要求。然... 设计了一种由3组Bipod组成的柔性支撑结构,用于提高在实际工作条件下小型反射镜的面形精度。首先,利用伴随变换建立了Bipod及由其组成的支撑结构的柔度矩阵;利用MATLAB优化Bipod的结构参数,以满足径向刚度最小时轴向刚度最大的要求。然后,对优化后的支撑结构施加力和热载荷进行了仿真验证。最后,利用zygo干涉仪验证该支撑结构的热稳定性。结果表明,Bipod柔性支撑结构在保证反射镜良好热稳定性的同时,可以有效降低外界动态载荷对反射镜的影响;不仅具有良好的动态特性,且能在力热耦合载荷下保持较好的面形。分析显示其1阶固有频率达到1 781.7Hz,与理论计算相比,相对误差约为1%。 展开更多
关键词 小型反射镜 Bipod 柔性支撑结构 柔度矩阵 优化设计
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HT-7U超导托卡马克冷质部件支撑结构分析 被引量：6
5
作者 陈先忠 武松涛 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期161-164,172,共5页
介绍一种叠板式柔性支撑结构以及该结构用于HT 7U超导托卡马克装置中的特点 ,并介绍了有限元分析法在支撑系统分析中的应用 ,计算在各种载荷作用下支撑结构在的极限应力及应力分布状况 。
关键词 HT-7U超导托卡马克 冷质部件 叠板式柔性支撑结构 有限元分析法 应力
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HT-7U超导托卡马克冷质部件支撑结构方案 被引量：3
6
作者 陈先忠 武松涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期124-128,共5页
介绍了用于HT 7U超导托卡马克装置冷质部件支撑的柔性支撑结构,设计了支撑整个纵场系统及极各场系统的结构方案,对支撑结构进行了传热分析、应力分析和稳定性分析。
关键词 HT-7U超导托卡马克装置 冷质部件 柔性支撑结构 传热分析 应力分析 稳定性分析 有限元分析 纵场系统 受控热核聚变 结构设计
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基于流固耦合的柱面气膜密封支撑结构性能研究 被引量：8
7
作者 白超斌 刘美红 +1 位作者 孙军锋 代迪 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期64-70,共7页
利用流固耦合分析方法,研究一种波箔结构柔性支撑柱面气膜密封,探讨气膜厚度、浮环与转子的偏心率以及柔性支撑结构的泊松比、弹性模量、波箔数量等参数对支撑结构等效应力及变形量的影响。结果表明:柔性支承结构满足柱面气膜密封的正... 利用流固耦合分析方法,研究一种波箔结构柔性支撑柱面气膜密封,探讨气膜厚度、浮环与转子的偏心率以及柔性支撑结构的泊松比、弹性模量、波箔数量等参数对支撑结构等效应力及变形量的影响。结果表明:柔性支承结构满足柱面气膜密封的正常运作,不会造成因为气膜刚度过大而使得浮环与波箔发生破坏性变形,并且变形量远小于波箔高度;柔性支撑的等效应力和变形量随平均气膜厚度的增大而减小,随偏心率的增加而增大,随支撑材料泊松比的增大而增大;弹性模量的增加并不影响柔性支撑结构的等效应力,但是会使变形量减小;增加波箔数量,柔性支撑的等效应力略有减小,变形量显著减小。 展开更多
关键词 柱面气膜密封 单向流固耦合 柔性支撑结构 等效应力
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航空遥感相机扫描反射镜支撑技术 被引量：20
8
作者 付芸 徐长吉 丁亚林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第6期550-554,共5页
从保证扫描反射镜成像质量及功能的角度出发,介绍了扫描反射镜及其支撑结构材料的选取原则;探讨了扫描反射镜的支撑方式,以及各种支撑方式的适用范围;针对面型精度要求较高的反射镜,提出了柔性支撑结构的设计思想。通过CAD/CAE工程分析... 从保证扫描反射镜成像质量及功能的角度出发,介绍了扫描反射镜及其支撑结构材料的选取原则;探讨了扫描反射镜的支撑方式,以及各种支撑方式的适用范围;针对面型精度要求较高的反射镜,提出了柔性支撑结构的设计思想。通过CAD/CAE工程分析软件,在各种情况下,对采用柔性支撑结构前后的反射镜组件进行分析,由有限元模型变形情况的对比分析,可以验证此种柔性支撑结构的有效性。最终通过相机的外场试验,由相机的成像质量确定了反射镜支撑结构的可靠性。 展开更多
关键词 航空遥感相机 扫描反射镜 柔性支撑结构 面型精度 CAD CAE
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中心支撑长条形反射镜轻型优化设计 被引量：11
9
作者 包奇红 沙巍 +1 位作者 陈长征 任建岳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期157-163,共7页
针对轻小卫星相机质量更轻、性能更好的设计要求,对空间某中等口径的长条形反射镜提出一种基于中心支撑形式的轻型优化设计方法。选用背部中心单点支撑形式,不仅从整体上减小了反射镜及其组件的质量,而且大大简化了支撑结构的设计。采... 针对轻小卫星相机质量更轻、性能更好的设计要求,对空间某中等口径的长条形反射镜提出一种基于中心支撑形式的轻型优化设计方法。选用背部中心单点支撑形式,不仅从整体上减小了反射镜及其组件的质量,而且大大简化了支撑结构的设计。采用多目标集成优化的方法,提高了反射镜在Z向重力工况下的面形精度。设计了适用于中心支撑的柔性支撑结构,克服了中心支撑刚度低、动态可靠性差的缺点。仿真分析了反射镜及其组件的综合性能,并与背部三点支撑形式进行了比较。结果表明,中心支撑的反射镜质量更轻(3.36 kg),与实体反射镜相比,轻量化率达到了87%,组件质量也较三点支撑减小了24%;在X、Y、Z三轴方向1 g重力工况下的面形精度RMS值分别达到2.2、2.1、7.5 nm,优于三点支撑形式;4℃均匀温升载荷工况下的面形精度RMS值为2.8 nm,远小于设计要求的RMS≤12 nm;反射镜组件的一阶固有频率为135 Hz,重力作用下镜面的最大刚体位移为3.96μm。该设计在极大地减小了反射镜及其组件质量的同时,保证了反射镜的面形精度和组件的动、静态刚度,满足设计要求,为同类型空间反射镜的轻型优化设计提供了一种新思路。 展开更多
关键词 长条形反射镜 中心支撑 多目标优化 柔性支撑结构 对比分析
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光纤布拉格光栅三维测头 被引量：1
10
作者 范哲光 费业泰 丁邦宙 《计量学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期115-118,共4页
介绍了一种以光纤布拉格光栅为传感元件的三维测头。测头结构核心为3根悬丝和支架组成的柔性支撑系统，传感系统由3根传感FBG和一根匹配FBG光栅组成。测头的关键参数测定结果为结构复位性精度小于20nm，传感系统重复性小于0．2mV，分辨... 介绍了一种以光纤布拉格光栅为传感元件的三维测头。测头结构核心为3根悬丝和支架组成的柔性支撑系统，传感系统由3根传感FBG和一根匹配FBG光栅组成。测头的关键参数测定结果为结构复位性精度小于20nm，传感系统重复性小于0．2mV，分辨力小于0．1μm，测力小于5mN。 展开更多
关键词 计量学 三维测头 柔性支撑结构 FBG传感系统 测头标定
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