【摘 要】
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随着现代天文学和军事技术的不断发展,我们希望看得越来越远,看清越来越暗弱的目标。由于口径越大的望远镜分辨力和集光能力越强,所以人们不断地建造越来越大的望远镜。三十
【出 处】
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中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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随着现代天文学和军事技术的不断发展,我们希望看得越来越远,看清越来越暗弱的目标。由于口径越大的望远镜分辨力和集光能力越强,所以人们不断地建造越来越大的望远镜。三十米望远镜(TMT)代表了当今天文望远镜研制的最高技术水平。TMT三镜作为直接参与光学系统成像的主要元件,其面形精度是影响望远镜成像质量的关键因素之一。针对TMT三镜,为了保证其在工作时保持良好的面形精度,本文设计了其Whiffletree形式的底支撑系统,并对支撑结构的参数敏感性和平衡性调节测试方法进行了分析研究。具体研究内容如下:首先分析总结大口径反射镜底支撑系统的结构形式和基本原理,重点对Whiffletree结构的工作原理进行分析研究。综合考虑各方面因素,最终选择了18点两级Whiffletree结构的底支撑方案。以镜面面形的RMS值为目标函数,优化计算底支撑点的位置,根据最优解的有限元分析结果,镜面面形的RMS值达到105.6nm。接着使用APDL建立TMT三镜底支撑系统的参数化有限元模型,针对Whiffletree结构直接应用在椭圆形反射镜支撑中支撑效果很差的问题,分析提出采用校正力矩法对支撑力进行校正,并对校正力矩进行优化计算,校正后的镜面面形RMS值为107.6nm,基本达到支撑点位置优化时的面形精度。然后考虑到实际加工装配过程中引入的误差会对支撑效果带来未知程度的影响,针对支撑结构主要参数进行了局部敏感性分析和全局敏感性分析,对结构位置误差和平衡性误差的敏感性进行了评估。最后针对Whiffletree结构的平衡性要求,设计了一种Whiffletree结构平衡性调节测试方法,并运用此方法对一套Whiffletree结构进行了调节测试,取得了良好的效果。
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