微小卫星望远镜成像支架结构优化设计

《微小卫星望远镜成像支架结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第33卷第04期计算机仿真2016年4月文章编号：1006—9348(2016)04—0080—05微小卫星望远镜成像支架结构优化设计冯善辉1’2，吴清文2，王智2，徐振邦2(1．中国科学院大学，北京100039；2．中国科学院长春光学机密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要：针对发射微小卫星平台的空间望远镜支架结构优化设计问题，设计了一种基于带状弹簧的自展开薄膜主镜支架机构。上述机构支撑薄膜光子筛，保证薄膜主镜的平面度。为保证机构顺利展开，需合理选择动力元件带状弹簧，通过应变能原理与有限元分析选择带状弹簧的

2、向心角为1200和厚度为0．24mm。对薄膜主镜进行静力学分析，面外变形量最大为3．26Imm，可以使光程差小于k／lO，满足精度要求。最后，对展开后的机构进行模态分析，得到机构基频为17．312Hz，满足结构动态刚度要求。以上结果表明，为自展开机构的设计方案提供了合理依据。关键词：带状弹簧；自展开机构；应变能；静力学分析；模态分析中图分类号：THl28文献标识码：BOptimizationDesignofTelescopeImagingSupportingStructureBasedonSmallSatellite

3、FENGShan—huil”，WUQing—wen2，WANGZhi2，XUZhen—ban92(1．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China；2．ChangehunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，ChangehunJilin130033，China)ABSTRACT：Aself—deployingsupportingstructureofthi

4、n—filmprimaryminorbasedontapespringsisdesignedtosatisfylaunchingspacetelescopesthatarebasedonsmallsatelliteplatform，andthestructuresupportsthin—filmphotonsievemembraneguaranteeingflatnessofthethin—filmprimarymirror．Toensurethestructuredeploysmooth—ly，tapespring

5、sasdynamicelementshouldbechosenreasonably，andthesubtendedangle120。andthethickness0．24mmofthetapespringsarechosenbasedonthestrainenergyprincipleandthefiniteelementanalysis．Staticsa-nalysisisproceededforthin—filmprimarymirror，andtheopticalpathlengthislessthanone—

6、tenthwavelength，withthemaximumout—of—planedeformationofthethin—filmprimaryminor3．26“m，whichsatisfiestheaccuracyrequirements．Finally，modalityanalysisisconductedforthestructure，andthefundamentalfrequeneyis17．312Hz，whichmeetstherequirementforthedynamicstiffness．Th

7、eseanalysesdemonstratetheschemeofthestructureisrea—sonable．KEYWORDS：Tapesprings；Self—deployingstructure；Strainenergy；Staticsanalysis；Modalityanalysis1引言现代航天器越来越向清晰化和巨型化发展，被运载物体积越大，质量越高，相应的发射成本就会越高。空间可展开机构在地面发射时处于收缩状态，当被发射到预定轨道后，基金项目：国家自然科学基金资助项目(11302222)；中国科学院

8、长春光学精密机械与物理研究所创新基金资助项目(Y4CXlSSl41)收稿日期：2015—07—02修回日期：2015—07—17—80一由地面指令控制其完成展开动作。采用可展开机构不仅可以减轻重量，而且可以明显缩小发射体积。国内外空间可展开机构按结构形式分类，主要包括伸展臂⋯、太阳帆板。2o和可展天线¨J。基于展开机构的优点，并且为了实现高分辨