望远镜主镜支撑中粘接连接的热应力研究.pdf

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1、第35卷第1期长春理工大学学报(自然科学版)Vo1．35No．12012年3月JournalofChangchunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Mar．2012望远镜主镜支撑中粘接连接的热应力研究李剑锋，杨飞，明名，邵亮(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033)摘要：支撑与镜面的连接是大型望远镜主镜支撑的关键技术之一，连接的好坏直接影响望远镜的成像质量。相比机械紧固方式，粘接连接具有重量轻、成本低、易于装配等优点，常被用来作为支撑和主镜的连接方式。但由于粘接连接中镜子和粘接层的材料不同，在温度变化

2、时，会引起较大的热应力，从而影响主镜的面形质量，因此对粘接链接中的热应力也需要进行研究。为此本文使用有限元方法对粘接层的热应力进行了系统研究，采用了MMT望远镜的支撑结构形式，通过计算镜子表面热应力分布情况，找到热应力最大值，并研究了几何因素、粘接层厚度和粘接层模量对热应力最大值的影响。关键词：粘接连接；主镜支撑；热应力，有限元分析中图分类号：TH851文献标识码：A文章编号：1672-9870(2012)01-0013-05Reserchonthe砀ermalStressofBondConnentcionedinTelescopePrimaryMirrorSupportSystermLIJi

3、anfeng，YANGFei，MINGMing，SHAOLiang(ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033)Abstract：Therconnectiontechnologyofsuppo~sytermandprimarymirrorisoneofthekeytechnologiesoflargerTelscope．Theconnectioncanderectlyeffectthetelescopeimagequality．Comparedwithth

4、emechnicalconncetion，thebondconnectionislighter，cheaperandeasiertOfix．Soitisusedtoconnectthemirrorandsupportsysytermfrequently．Whileasthematerialsofmirorandbondlayerisdifferent，therewillbeastrongthermalstresswhenthetemperaturechanging．Andthethermalstresswillaffectthemirrorimagequality．Sothethermalst

5、reesofbondconnectionshouldbestudieddeeply．Inthisarticle，thethermalstressofbondconnectionwasstudiedsystermlybyusingfinteelementanaly—sismethod(FEM)．ThesupportsystermofMutiplymirortelescope(MMT)wasborrowedtobeanalyzied．Asthemaxmumofthermalstressdirectltyaffectedthesafetyofthemirror．Themaxmumofthetherm

6、alstresswasgotbycomputingthedistributionofthermalstress．Andtheinfluenceofthegeometryfactor，boundmoduleandboundthick—nesstothemaxmumofthermalstresswasstudied．Keywords：bondconection；primarymirorsupportsystem；thermalstress；Finiteelementanlysys在光机结构中镜子和支撑结构的连接是一个非构的影响。由于粘接连接采用了不同材料，镜子、支常关键的问题，如果连接不好，将会直

7、接影响镜子的撑结构和粘接层分别是玻璃、粘弹性材料和金属，当面形，进而影响光学系统的成像质量。而粘接连接温度发生变化时，由于不同的热膨胀率导致在各个是一种最常用的连接形式，相比机械连接方式，粘接材料的交接处会产生温度变形不匹配，从而产生热连接具有重量轻、成本低、易于装配等优点，而且由应力。如果热应力超过了镜子的承受极限，就会导于粘接层采用较柔软的粘弹性材料，粘接连接还有致镜子的破坏，即使镜子没有破坏