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空间相机碳纤维复合材料主次镜连接筒设计

论文摘要

设计并研制了碳纤维复合材料主次镜连接筒.根据光学设计中的公差分配,结合复合材料层合板理论,分析了复合材料铺层设计对面内刚度和轴向及周向热膨胀系数的影响,确定了最终的铺层方式.利用有限元软件分析了重力作用下及温度变化时主次镜间的位置变化及连接筒的模态分布.最后,完成了碳纤维复合材料薄壁连接筒的成型和精加工,检测了主次镜系统光学性能,并对装配完成后的相机进行了鉴定级力学试验.分析结果表明:在1g重力载荷及2℃温升耦合作用下,次镜偏心小于0.002mm,次镜倾斜小于2″,主次镜连接筒及次镜系统组合体基频达到265Hz,满足光学设计要求和结构稳定性要求.光学性能检测结果及力学试验结果表明,主次镜系统波像差满足装配要求,主次镜连接筒能够承受鉴定级力学试验考核,连接主次镜的两端响应放大仅1.7倍,体现了良好的阻尼性能.本文中研制的主次镜连接筒重量仅为6.4kg,实现了高轻量化和高刚度,满足空间相机对主次镜位置精度和稳定性的要求.

论文目录

  • 0 引言
  • 1 主次镜连接筒结构设计
  •   1.1 主次镜连接筒设计要求
  •   1.2 连接筒结构设计
  •     1.2.1 连接筒材料选择
  •     1.2.2 连接筒结构参数设计
  •     1.2.3 连接筒铺层设计
  •       1)层合板等效刚度对铺层设计的要求
  •       2)层合板热膨胀系数对铺层设计的要求
  • 2 工程分析
  • 3 加工制造
  • 4 光学性能检测与试验验证
  • 5 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 任国瑞,李创,王炜,解永杰,许亮,王永杰,樊学武

    关键词: 空间相机,碳纤维复合材料,主次镜连接筒,铺层设计,工程分析

    来源: 光子学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 中国科学院西安光学精密机械研究所,中国科学院大学

    基金: 国家自然科学基金青年基金(No.51402351)~~

    分类号: V445.8;V258.3

    页码: 150-159

    总页数: 10

    文件大小: 632K

    下载量: 144

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/716524673f53470c36640034.html