12米红外光学望远镜子镜轴向及侧向支撑技术研究

论文摘要

观测天文的发展离不开对望远镜需求,国际上大口径望远镜已达13架之多,而我国现今缺乏大型地基望远镜,因此限制了观测天文的发展。大型光学红外望远镜（Large Optical-infrared Telescope-LOT）的设计以及可能的后续的建造将会极大改善这一短板,也因此研究LOT中关键技术有着重要意义。本文主要对12米LOT子镜轴向支撑和侧向支撑中的技术进行了研究。子镜支撑主要包括轴向支撑和侧向支撑,针对这两项,主要进行了Whiffletree轴向支撑点设计,轴向和侧向支撑的敏感性分析,轴向和侧向支撑结构设计,以及轴向支撑反力实验。研究内容如下:（1）确定轴向支撑点的个数,进行轴向支撑点的参数化设计,设计了四种方案,针对每一种方案进行支撑点位置优化设计。在ISIGHT下搭建以子镜面形RMS最小为优化目标,子镜支撑点位置参数为优化变量,选取优化算法,集成ANSYS和MATLAB,得到每一种方案最优解,并从四种方案中选取最佳方案。利用正六边形内的Zernike多项式进行拟合面形,去除刚体位移。利用Simulation确定小三角架和大三角架的支撑点位置。（2）单个参数的误差敏感性分析进行了轴向支撑点的位置,轴向支撑力以及小三角架和大三角架支撑点位置的敏感性分析,侧向支撑进行了膜片厚度的敏感性分析。多个参数的敏感性分析进行了轴向支撑点位置参数,轴向支撑力,小三角架和大三角架位置的全局敏感性分析等。通过分析,估测实际中的各种误差会对面形产生的影响。（3）轴向支撑结构设计进行了支撑杆、柔性铰链、小三角架和大三角架设计,包括了各零件材料选择、理论上的强度分析和有限元的静力学的仿真验证。侧向支撑设计进行膜片和连接件设计,并利用ANSYS进行强度的分析。（4）轴向支撑反力的测试实验,比较有限元分析和实际实验中结果差距大小。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋永锋

导师: 陈良洲

关键词: 子镜支撑,支撑点优化,误差敏感性分析,支撑反力

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 天文学,仪器仪表工业

单位: 华中科技大学

分类号: TH751

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.000898

总页数: 79

文件大小: 3327K

下载量: 35

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