NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
采用温度补偿技术的超轻量镜面系统
许金鑫
Subtype硕士
Thesis Advisor郭伟远
2008-06
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline天体物理
Keyword超轻量化 韦伯望远镜 超轻镜系统 温度补偿 有限元
Abstract
为了观察更加遥远的宇宙天体,空间天文光学望远镜需要较高的分辨率,这就要求长焦距、大口径的光学系统。随着口径的增大,减轻望远镜系统的重量逐渐成为重要的研制课题。而作为望远镜的核心部件的主镜的超轻量化技术越显突出。本文通过调研国内外反射镜超轻量化技术的发展状况,重点参考了韦伯太空望远镜研制过程中的先进的思路和方法,首先提出一种新技术,利用温度补偿方法消除镜面面形因温度变化而产生的变形,使超轻镜面系统在温度变化范围很大的情况下仍保持精度基本不变。本文的内容主要有下面几个方面:

1. 介绍了韦伯望远镜一系列的研制方案,研究了其中具有代表性的几种超轻镜系统的设计思路、结构、材料的选用以及加工等,借鉴了他们先进的思路和方法。
 
2. 研究了超薄型反射镜技术,包括超薄型反射镜分析、设计的原理和方法,反射镜支撑的数量、位置、排布方式的选择,阐述了有限元法的原理及意义。
 
3. 建立刚性支撑的镜面系统有限元模型,对支撑杆件运用温度补偿原理,使得镜面面形在环境温度大幅度变化下保持稳定。镜面考虑三明治结构,运用有限元软件对杆件的位置,膨胀系数,以及镜面的厚度进行优化分析,使镜面面形的变化达到较小的PV 值。
 
4. 建立柔性支撑的镜面系统有限元模型,镜面四周用圆筒加以预应力,对底板和圆筒运用温度补偿,镜面的调节使用柔性的金属丝。镜面考虑三明治结构,运用有限元软件对金属丝的位置,膨胀系数,以及镜面的厚度进行优化分析,镜面的光学精度比较理想,PV 值只有1/30λ 。

Subject Area天文镜面(材料、加工、检测) ; 有限元分析
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/148
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
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GB/T 7714
许金鑫. 采用温度补偿技术的超轻量镜面系统[D]. 中国科学院研究生院,2008.
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