大口径轻量化主镜边缘侧向支撑的优化设计

作     者：范磊 张景旭 吴小霞 王富国 陈夫林 杨洪波 FAN Lei;ZHANG Jing-xu;WU Xiao-xia;WANG Fu-guo;CHEN Fu-lin;YANG Hong-bo

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2012年第20卷第10期

页      面：2207-2213页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：中科院长春光学精密机械与物理研究所第三期创新工程专项资金资助项目 

主　　题：光学设计 大口径主镜 轻量化主镜 侧向支撑 优化设计 

摘      要：对大口径主镜的侧向支撑结构进行了优化,以便最大限度地降低重力作用下的镜面变形。首先,从理论上给出了一种优化主镜边缘侧支撑结构的判据和思路,然后,引入边缘切向剪切侧支撑原理,阐述了这种支撑形式的优化思想和优势。以口径为2060mm的扇形轻量化主镜作为分析实例,采用16个边缘离散支撑点,优化设计等角间距侧向支撑,并针对轻量化主镜的结构特点和等角间距支撑下支撑力值相差较大的缺点,将等角间距改为不等角间距侧向支撑,分析推导了相应的支撑力公式。结果显示,改进后的支撑形式提高了系统的支撑刚度,镜面变形由原来的1.723nm降为1.633nm。所研究的边缘切向剪切支撑方式很大程度上保证了主镜镜面面形,对不同口径的扇形孔轻量化主镜的设计有普适性。