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1、设计与制造摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2014年第2期(第27卷,总第130期)·机械研究与应用·*新型焦面板的结构优化设计龚丹青,胡红专,刘志刚,王建平(中国科学技术大学,安徽合肥摇230027)摘摇要:焦面板的面形精度和结构布局直接影响到望远镜系统的成像质量,针对不同类型大型望远镜的形式,提出了一种新型的多孔焦面结构,解决了单元小型化及焦面板空间翻转带来的面型变形及刚度变化的问题。通过对不同孔型孔数焦面板的ANSYS建模仿真,论证了该新型结构可很好的保证焦面的面型精度且能够提高光谱的采集效率。关键词
2、:焦面板;多孔结构;面型精度;仿真建模中图分类号:TH751摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2014)02-0126-03OptimizationDesignoftheStructureforNewFocalPanelGONGDan-qing,HUHong-zhuan,LIUZhi-gang,WANGJian-ping(UniversityofScienceandTechnologyofChina,HefeiAnhui摇230027,China)Abstract:Thesur
3、faceprecisionandthestructureofthepanelwillaffecttheimagequalityofthetelescopesystem.Accordingtodifferenttypesoflargetelescopes,Anewtypeofporousstructureoffocalplaneisproposed,theissueoftheminiaturizationoffiberunitsandthechangeofthedisplacementandstressisres
4、olved.Intheend,themodelingandsimulationbyANSYSismade,theresultsshowthatthenewstructurecanguaranteethesurfaceaccuracyoffocalplaneandcanimprovethecollectionefficiencyofthespect-rum.Keywords:focalpanel;loosestructure;surfaceprecision;simulationmodeling0摇引摇言LAMO
5、ST望远镜观测时,焦面的面型变形随着转LAMOST望远镜光力强、视场大、像差小,其关动角度的改变没有变化。而新型焦面板除了平动之键部件焦面板工作位置的中轴线与水平面夹角为外,在空间实现了0毅~70毅的俯仰运动,在这个过程[3-5]25毅,观测时焦面板将绕中轴线旋转,所以在整个工作中,焦面的面型变形及刚度会发生很大的变化。[1]过程中形变及应力应变强度不会发生变化。为了将LAMOST望远镜的优势应用到更广阔的领域当中,针对不同类型大型望远镜的形式,其焦面结构的运动不仅有平动,同时还要实现空间的翻转,重力载荷将对面
6、型精度影响。同时为了更好提高观测效率,需要光纤定位系统的优化。针对以上两点,笔者在使图1摇集成化模块用新型小单元的基础上提出了一种新型的焦面结构,既能保证焦面良好的面型精度又能提高光谱的采集2摇多孔板孔型选择效率。LAMOST望远镜采用并行可控式光纤定位系统,1摇新型焦面结构设计思路故多孔板上孔隙壁厚处的光谱无法采集,称为盲光纤定位单元优化以后,单个单元的尺寸大幅度[6]区。即焦面板上模块间的间距大小将直接影响到缩小,使得焦面单元光纤线缆太过密集,单元装拆维光谱采集的盲区大小。当间距减小时盲区较小,光谱修非常困
7、难。若将单个单元集成在一起,整体向焦面的采集率提高,但是间距过小会使板的变形急剧增上装备拆卸的难度将大大降低。于是将原本单个均大,强度急剧变差。故应兼顾光谱采集效率的提高和匀分布在焦面板上的单元集成化模块化,再将一个个面型精度的改善两个方面。的模块装载在焦面板上,如图1所示。由于模块的尺2.1摇正六边形孔型寸会比单元的尺寸大很多,即焦面上的孔径变大,这由于圆角可改善受力,避免应力集中,便于加工样会使焦面较之前小圆孔均匀布置时的变形增大许[7]制造,将六边形模块的边缘制成为6mm的圆角。[2]多。*收稿日期:20
8、14-02-28基金项目:国家“九五冶重大科学工程资助(编号:98BJG001)作者简介:龚丹青(1988-),女,安徽淮南人,在读硕士,主要从事大型望远镜焦面板结构精度方面的研究工作。·126··机械研究与应用·2014年第2期(第27卷,总第130期)摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇设计与制造先取如下几个方案,六边形模块内的单元数(个)分表2摇板厚及模块间距变化时板的中心位移变
