仪器仪表学报

作者：黄志裕，刘 勇，张铭起，岳春宇，关英俊

单位：黄志裕,1. 长春工业大学机电工程学院,,刘 勇,1. 长春工业大学机电工程学院,,张铭起,1. 长春工业大学机电工程学院,,岳春宇,2. 北京空间机电研究所,,关英俊,1. 长春工业大学机电工程学院,

关键词：空间望远镜;接触非线性;有限元分析;光机集成

基金：吉林省科技厅重点研发项目(20210201108GX)资助

针对大口径折射式空间望远镜在结构中存在的接触非线性问题,利用有限元方法进行了接触非线性分析及光机集成分析,保证大口径折射式空间望远镜在宽温域环境中正常成像。首先,采用定心车工艺对大口径折射式空间望远镜进行结构设计,利用切线接触方式降低透镜应力水平;然后,采用接触非线性分析方法对大口径折射式空间望远镜在自重和温度载荷作用下望远镜的变形进行了分析,考察了整机在重力和温升等静力学工况以及随机振动和冲击等动力学环境下的应力水平;其次,利用Sigfit软件进行Zernike多项式拟合并导入光学软件进行光机集成分析,评估系统在静力学环境变化下的光学指标劣化程度;分析结果表明:在静动力学工况中,光学元件的最大接触应力为1.83×107Pa,安全裕度优于0.82,载荷作用下的光学元件变形导致光学系统参数发生变化,调制传递函数(MTF)降低约2.97%,满足光学允差要求;最后,对整机结构进行了加工装调和检测,测试结果表明,大口径折射式空间望远镜系统波像差为0.123λ(λ=632.8nm),其外场成像试验图像清晰,能够满足空间对地观测的使用要求,为后续大口径折射式空间望远镜的优化设计、研制需求等方面提供参考借鉴。

来源：2025年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2025年第1期