大孔径反射镜组件随机振动响应分析与试验.pdf

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1、振动与冲击第30巷第11期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK大孑L径反射镜组件随机振动响应分析与试验董得义，辛宏伟，杨利伟，李志来，关英俊(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033；2．中国科学院研究生院，北京100039；3．长春工业大学机电工程学院，长春130012)摘要：大孔径反射镜的柔性支撑在随机振动试验中应力响应较大，可能产生残余应变进而导致空问光学遥感器成像质量下降，因此，对大孔径反射镜组件进行随机振动响应分析尤为必要。阐述了随机振动分析的基本原理及其有限元实现。建立了反射镜组件的

2、有限元模型，对其进行了随机振动响应分析，得出了反射镜的加速度均方根响应和柔性支撑的均值应力响应。分析结果表明：反射镜加速度响应均方根为16．3Grms；柔性支撑的均值应力响应为34．9MPa。随后进行了随机振动试验验证，结果表明：反射镜组件均方根加速度响应为16．0Grms；均值应力响应为30．3MPa。均方根加速度响应分析误差为1．8％，均值应力分析误差为13．2％，满足精度要求，验证了该方法的正确性。关键词：大孔径反射镜；柔性支撑；随机振动；试验验证中图分类号：TH74；0324文献标识码：ARandomvibrationan

3、alysisanditsverificationforlargeaperturemirrorcomponentDONGDe—yi，，XINHong—wet，YANGLi—Wei，LIZhi—lai，GUANYing—Jun(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofScience，Changchun130033，China2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing1000

4、39，China；3．MechatronicEngineeringSchoolChangchunUniversityoftechnology，Changchun130012，China)Abstract：Asthestressoflargeaperturemirrorcomponentisusuallyveryhighduringrandomvibration，whichleadstoremainedstraincausingdecreaseofimagingquality，itsrandomvibrationresponsewa

5、sanalyzed．Thetheoryofrandomvibrationanalysisanditsfiniteelementimplementationwerediscussed．Accordingtoitsdesignfeatureandstresstransferpath，themirorcomponent’Sfiniteelementmodelwasbuilt．Therootmeansquare(RMS)accelerationandcumulativemeansquare(CMS)stresswereobtained．T

6、heanalysisshowsthattheRMSaccelerationofthemiroris16．3gandtheRMSstressoftheflexiblesupportis34．9MPa．Meanwhile，randomvibrationtestwasdoneforverification．Thetestshowsthatthemiror’SRMSaccelerationis16．3gandtheflexiblesupport’SRMSstressis30．3MPa，indicatingtheerrorof1．8％and

7、13．2％respectively．whichsatisfiestheaccuracyrequirementsandverifiesthevalidityofpresentednumericalmethod．Keywords：largeaperturemiror；flexiblesupport；randomvibration；testverification为了满足空间光学感遥器高分辨、宽覆盖、大视在运载、发射过程中反射镜组件出现结构变形、微屈场_l的要求，反射镜孔径越做越大，质量越做越重，这服、疲劳破坏等现象，需要反射镜的支撑结

8、构具有足够给反射镜支撑结构的设计带来的极大的困难。的刚度、强度特性；而另一方面，由于反射镜组件中各当前，各国空间光学遥感器的研制过程中，大孔径种材料的线胀系数的不匹配J，为了避免热变形导致反射镜的支撑技术都是空间光学遥感器的关键技术镜面面形产生相对