空间红外相机轻质材料与结构的热设计研究

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1、哈尔滨-r业大学下学硕」:学位论文摘要本文阐述了运用光、机、热一体化设计方法对空间红外光学遥感器进行热设计的重要性，及其对工程设计工作的指导意义。对目前国内外空间相机的热分析及热控制技术的状况进行了介绍，比较了目前常用的几种热分析评价方法，指出集成分析法是对空间相机光机结构热设计的有效评价方法。利用有限元分析(FEA)技术对红外相机进行了空间热环境下的热响应分析，了解相机温度分布情况，采取相应的热控措施，从而改善其温度分布状态。在相机整体有限元模型划分之前，探讨了有限元模型单元划分对工程分析误差的影响，确定了保证收敛精度的相机整体有限元划分。本文对于相机主光学

2、镜筒在选择不同材料时与光学镜片的热匹配性也进行了分析，将不同材料在一定温度场下的热弹性变形分析结果，结合光学容差的要求，制定出一套既能满足光学系统正常成像要求又可有效减轻相机质量的材料搭配方案，为结构设计时的材料选择提供参考.本文对空间红外相机进行的热分析及热控制设计结果表明:将光、机、热各因素综合考虑的分析方法在相机工程设计过程中是行之有效的，同时具有极大的现实意义;对红外相机采取被动热控与主动热控相结合的热控措施取得了较好的效果，使得相机的整体温度水平、轴向温差及径向温差均达到温控指标要求的范围内，满足设计要求.关键词光机热集成分析;有限元分析;热分析;热

3、控制哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractImportanceofthermaldesignforspaceinfraredopticalremotesensorbymeansoftheintegratedThermal/Structure/Opticalmethodisstatedbrieflyinthispaper.Italsohassomeguidingsignificanceforengineeringdesign.Thepresentapplyconditionofthermalanalysisandthermalcontrolforspac

4、ecameraisintroduced.Afterseveralevaluatingmethodsofthermalanalysisarecompared,itispointedoutthattheintegratedanalysismethodisanefectivemethod,whichcanevaluatetheeffectofspacecamera'sthermaldesign.Calculationofthethermalresponseoftheinfraredcameraisperformedbythemethodoffiniteelement

5、analysis,andtheusingofthermalcontrolmethodcanimprovethetemperature'sdistributionofthecamera.Itisdiscussedthathowthefiniteelementmodelinginfluencetheengineeringanalysiserrorbeforethestructureismeshed.Thenthecamera'sFEAmodelingisgeneratedtoachievebetterconvergenceaccuracy.Thermalstres

6、sanalysisofdiferentmaterialisalsoperformed.Aftertheresultiscomparedwiththeopticaltolerance,thispapergivessomeadviceformaterialchoiceduringstructuredesign,whichnotonlymakethecameraworkregularlybutalsodecreaseit'smass.Resultsofthermalanalysisandthermalcontrolfortheinfraredcamerashowth

7、atthemethodwhichintegratethermal,structureandopticalispractical.Atthesametime,ithasgreatsignificance.Thethermalcontrolmethodisalsoprovedtobeefective.KeywordsThermal/Structure/Optical(TSO)process;finiteelementanalysis;thermalanalysis;thermalcontrol.ti哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1课题研究背景及研究目

8、的随着科学技术的发展和社会的进步，人们