空间相机反射镜支撑结构的设计与分析_林利明

空间稳像系统摆镜的柔性支撑设计与分析王洪伟【摘要】为了让空间稳像系统在保证镜面精度的同时增加支撑强度，根据柔性支撑的设计理念，用消应力槽法对镜体支撑架进行柔性设计，用胶体粘结的方式在镜体与支架之间建立柔性连接。

首次利用等效刚度法对平面型胶层进行精细有限元建模，推导了相应的等效刚度矩阵，并对装配后的镜面组件整体进行有限元建模和模态分析。

模态分析的一阶谐振频率仿真结果为704.24Hz，与实物的检测结果693.5Hz 相比只差了1.5％。

由此可见，消应力槽法和等效刚度胶层建模法有效地完成了摆镜组件的柔性设计分析，能为类似光学设计工程中的柔性支撑设计分析提供参考。

%To make space image stabilization system ensure the accuracy of the tip /tilt mirror and increase its support strength,a flexible support structure is designed using stress relief groove method,and a flexible connection between the mirror and its support is established using glue.The equivalent stiffness method is used to build fine finite element model for a planar -type layer.Meanwhile,equivalent stiffness matrix is deduced and calculated.The finite element model of tip /tilt mirror assembly is built,and then the modal analysis is done.The results show that the first resonance frequency is 704.24 paring with the 693.5 Hz of real experimental results,the error is only 1 .5%.This shows that the stress relief groove method and glue layer’s finite element modeling method can complete the design and a-nalysis of flexible tilt/tilt mirror effectively.Also it can provide a reference for similar optical projects in the flexible support design and analysis.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2016(046)004【总页数】6页(P456-461)【关键词】摆镜;柔性支撑;等效刚度法;胶层建模【作者】王洪伟【作者单位】中国人民武装警察部队工程大学，陕西西安 710086【正文语种】中文【中图分类】TH745空间稳像系统的稳像功能主要是通过其内部的摆镜组件来完成,摆镜组件通过摆镜快速精准的微小摆动来达到消除各类外界抖动引起图像目标抖动的目的[1]。

空间相机柔性减振支撑结构的优化设计李林;王栋;杨洪波;谭陆洋;孙战磊【摘要】根据高分辨率空间相机性能要求,设计了一种倒圆角直梁复合组成的双脚架柔性减振支撑结构.首先,根据某卫星结构要求初步设计了相机底部支撑结构,建立了以随机响应为目标的优化设计模型.利用尺寸优化设计了双脚架结构支腿的柔性环节,得到柔性环节最小厚度为2.5 mm.然后,对相机底部支撑结构进行了工程分析.分析结果表明,设计的支撑结构组件重量1.26 kg,基频达到1 624 Hz.最后,对空间相机底部支撑结构组件进行了随机振动试验,试验结果显示:与相机结构连接处的最大响应RMS值为21.4 grms,随机响应最大相对放大率为0.93,满足空间相机支撑结构的减振要求.得到的结果验证了设计和分析的可靠性,对同类卫星相机底部支撑结构的设计具有一定的指导意义.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2016(024)007【总页数】8页(P1677-1684)【关键词】空间相机;支撑结构;柔性减振;随机振动;加速度响应;优化设计【作者】李林;王栋;杨洪波;谭陆洋;孙战磊【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;长光卫星技术有限公司,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039【正文语种】中文【中图分类】V447.3空间相机是一种高精密的光学仪器，底部支撑结构作为连接空间相机与卫星平台的关键组件，是满足空间相机成像质量的重要保证[1]。

卫星在地面运输阶段，火箭发射阶段以及卫星在轨相机成像阶段，空间相机底部支撑结构依靠自身的结构功能特点，一方面直接对空间相机提供定位、支撑、抵御外部变形的作用；另一方面，可避免外部力矩通过卫星平台耦合到相机上，降低卫星平台精度，使相机可以适应苛刻的力学环境，保证了相机在苛刻力学环境下的结构稳定性。

技术论坛TECHNOLOGY FORUM中国航班CHINA FLIGHTS 34摘要：本文以航空相机为研究主体，以反射镜所适用支撑结构为研究内容，在对航空相机进行介绍的基础上，从反射镜、支撑结构及主次镜连接等方面，分别提出了切实可行的设计方案，希望能够给人以积极影响，通过减小面形误差的方式，使航空相机被赋予价值得到应有实现。

关键词：反射镜；航空相机；支撑结构相机光学系统由折反、折射组成，其中，折反系统拥有相对简单的结构，可经由折转光路的方式，减小系统质量和体积，折射系统的优势则是成像品质较高，但是，玻璃光学特性给系统实现带来了较大影响，例如，均匀性、折射稳定性，如何使现存问题得到解决，为航空相机的应用提供便利，自然成为研究重点。

1航空相机概述机载光电平台所对应有效载荷中，最具代表性的为航空相机，恶劣且严苛的工作环境，电磁、振动等影响的存在，均使航空相机面临着严峻考验，要想使其拥有理想的成像水平和质量，关键是对结构设计工作引起重视，增强光学元件所对应面形与定位精度。

由于折射光学系统往往对小口径透镜加以运用，对镜片面形所提出要求也较为宽松，因此，有关人员只需利用压圈对镜片进行压紧，就可使其正常运行，但是，反射镜各部分所对应膨胀系统，通常有较为明显的差异存在，若对传统方法进行沿用，较易导致热变形的情况出现，进而给成像质量带来影响。

这就要求有关人员，在设计支撑结构时，对外界温度引起重视，尽量避免温度变化导致反射镜受到影响的情况出现。

2支撑结构设计2.1相机反射镜结合现有技术可知，反射镜应满足如下要求：导热率高、比刚度大、稳定性与匹配性良好。

卡塞格林主镜满足凹球面镜特征，在设计支撑结构时，有关人员应对以下参数加以明确：其一，中心通口为80毫米；其二，镜片厚度为45毫米；其三，口径为300毫米；其四，曲率半径为580毫米[1]。

主镜背面有凸台存在，通过胶粘的方式，被固定在支撑法兰上，制作反射镜的主要材料为碳化硅，旨在为光学元件所表现出质量和性能提供保证。

某空间用主反射镜的设计崔永鹏;何欣;张凯【摘要】随着空间技术的发展,空间相机反射镜尺寸不断增大.本文简述了某空间相机的大尺寸SiC主反射镜的设计.从材料选择、反射镜支撑方式、方射镜轻量化等方面进行了分析讨论,并通过有限元分析软件对所设计主反射镜在重力载荷和温度载荷情况下的面型变化,以确定设计是否满足使用要求,为反射镜的设计提供依据.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2010(040)004【总页数】4页(P418-421)【关键词】空间相机;反射镜设计;SiC;有限元分析【作者】崔永鹏;何欣;张凯【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院研究生院光学工程系,北京,100039【正文语种】中文【中图分类】TH745;V191 引言近年来,随着空间光学的飞速发展,对地面分辨率要求越来越高。

为了提高遥感仪器的地面分辨率,通常采用长焦距和大相对孔径的三反射镜光学系统,三个反射面均采用非球面可以校正球差、彗差、像散等像差,增加了轴外视场光通量,使得像面照度均匀,有利于设计较大的视场,做到大的相对孔径,故有效地减少了遥感器的体积和质量,缺点是需采用较大尺寸非球面反射镜。

主反射镜作为光学系统的关键部件之一,对整个光学系统的成像质量起着至关重要的作用。

为了保证主反射镜在空间力学和热环境下保持良好的稳定性,必须对主反射镜的材料、结构形式、支撑方式等方面进行设计和考虑。

本文介绍了某空间大尺寸主反射镜的设计和讨论,并进行了有限元分析,为反射镜的设计提供依据。

2 反射镜的材料选择2.1 反射镜材料的基本要求选择反射镜材料的基本要求有以下三点[1]:a)具有较好抵抗受力变形和受热变形的能力,具有稳定的性能和尺寸;b)可以进行高度的抛光,并可镀达到要求反射率的反射膜;c)可进行高度轻量化,同时维持充足的刚度。

空间长条形反射镜背部三支撑点的设置朱俊青;沙巍;陈长征;张星祥;任建岳【摘要】采用背部三点支撑方式的空间光学遥感器长条形反射镜目前尚无普遍适用的支撑点设置方法,只能对某一确定尺寸和长宽比的反射镜进行专门设计.本文提出了基于规则模型的、以参数化模型为核心的集成参数化设计方法,并建立了长条形实体反射镜背部三点支撑集成参数化模型.在集成环境中通过试验设计、响应面分析等方法对设计参数进行了分析和优化,结果表明在轴向重力工况,镜面面形峰谷(PV)值优于λ/10 (λ=632.5 nm)的设计要求下,长条形碳化硅反射镜背部三点支撑的最大适用尺寸为1 m.文中给出了最优支撑点布置,并确定了厚径比最优为1/10.最后,对集成参数化分析方法进行了精度分析,结果显示该方法整体误差为6.13％.提出的方法确定了空间长条镜背部三点支撑的适用范围,提供了支撑点最佳布置,为空间相机不同尺寸要求的长条镜设计打下了基础.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2015(023)009【总页数】8页(P2562-2569)【关键词】空间光学遥感器;空间反射镜;长条形反射镜;参数化设计;集成优化;背部支撑【作者】朱俊青;沙巍;陈长征;张星祥;任建岳【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院大学,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TH743;TH7031 引言离轴三反（Three Mirror Anastigmat，TMA）光学系统具有无色差、无中心遮拦、大视场等特点，已在国内外多种型号的空间光学遥感器中得到应用，如美国EO－1相机等。

空间望远镜主次镜支撑筒结构优化设计卢晓明1，2，贾建军1，2，周成林1，谢永1（1.中国科学院上海技术物理研究所，上海200083；2.中国科学院大学，北京100049）Optimization design of primary and secondary mirror supportingtube for space telescopeLU Xiao-ming 1，2，JIA Jian-jun 1，2，ZHOU Cheng-lin 1，XIE Yong 1（1.The Shanghai Institute of Technical Physics of the Chinese Academy of Sciences ，Shanghai 200083，China ；2.Universi原ty of Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100049，China ）Abstract ：In order to study the performance and stability of large aperture telescope袁a detailed analysis is carried out andthe optimization design is carried out for the problems of the initial stiffness of the primary mirror supporting tube structure and the low stiffness of the secondary mirror frame.In the structural optimization袁a passive structural topology optimization method is adopted袁and the main transmission line of the barrel structure is obtained袁and the structural design objective is determined.In addition袁the influence factors of the main structural parameters of the mirror barrel are studied袁and the specific scheme is designed in detail.The optimized weight is 47.4kg袁the radial deformation and axial deformation are 14.5滋m and 14.3滋m respectively袁and the first order mode ispared with the original scheme袁the weight is increased by 14.5%袁the radial and axial deforma鄄tions are reduced by 34.3%and 37.0%respectively袁and the modal is increased by 42.8%.The optimization de鄄sign of the supporting tube structure of the 1m primary and secondary telescope has improved the overall perfor鄄mance of the structure.Key words ：large-caliber telescope ；optimization design ；supporting structure ；topology optimization摘要：为研究大口径望远镜的性能与稳定性，针对主次镜支撑筒结构初始方案刚度不足、次镜镜架刚度偏低等问题，展开了详细分析，并采用无源结构拓扑优化的手段对其进行优化设计，获得了镜筒结构的主要传力路线、确定了结构设计目标.进而针对镜筒主要结构参数开展了影响因素研究，并详细设计了具体方案.结果表明：优化后质量为47.4kg ，径向变形与轴向变形分别为14.5滋m 与14.3滋m ；一阶模态为114.8Hz.相比初始方案，质量提高了14.5%；径向与轴向变形量分别减小了34.3%和37.0%，模态提高了42.8%.1m 口径主次镜望远镜支撑筒结构的优化设计提高了结构的整体性能..关键词：大口径；优化设计；支撑结构；拓扑优化中图分类号：TH751文献标志码：A 文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园18）园4原园园84原05收稿日期：2017-12-11基金项目：国家自然科学基金资助项目（61302181）作者简介：卢晓明（1990—），男，博士研究生，主要研究方向为空间光学遥感器结构技术.E-mail ：******************天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再第37卷第4期圆园18年8月Vol.37No.4August 2018DOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2018.04.015地面观测是卫星技术的主要应用方向之一，地球观测卫星在国民经济、社会发展和国家安全中发挥着不可或缺的作用，其应用领域包括气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、环境保护、灾害监测等，其数据与信息已经成为国家的基础性和战略性资源.空间大口径望远镜光机系统是对地观测卫星的主要有效载荷，随着望远镜口径的不断增大，复合材料应用比例越来越大，以往单一的设计方法不再适用于现代大口径望远镜光机系统.随着空间对地观测技术的快速发展，任务需求对空间大口径望远镜系统轻量化与稳定性的要求不断提高[1].对于大口径空间相机来说，次镜与主镜之间距离较远（通常会超过700mm ），导致次镜连接结构刚性较差，次镜是非常敏感的光学元件，一旦次镜与主镜的相对位置发生变化将导致成像质. All Rights Reserved.第4期量下降[2].因此，合理地设计主次镜间的支撑结构，使其既能够满足光学设计的要求又能够适应空间相机严酷的力学环境是一个值得深入研究的问题[3-4].本文针对某空间相机1m 口径望远镜主次镜支撑筒进行研究.以有限元仿真分析为工具，对初步设计的支撑筒进行优化设计，优化设计出综合性能满足要求的支撑筒结构，最终结构性能相比初始设计均有显著提高.1初步设计前期开展的支撑筒结构设计如图1所示.材料为铟钢，支撑筒筒壁的基本壁厚为5mm ，加强筋基本壁厚为2.5mm ，次镜支架基本壁厚为10mm ，中央连接环壁厚为20mm.重量为41kg ，径向变形与轴向变形为22.1滋m 与22.7滋m ，一阶模态为80.4Hz.经分析，支撑筒次镜镜架刚度偏低，重力变形较大，需对结构进行进一步优化改进.2拓扑优化支撑筒的主要功能为连接基座和次镜构件，在保证静刚度和结构强度的条件下，还要满足低热变形、低重量的要求[5-6].结构设计的目的是方案在输入载荷条件下能够满足所有指标要求，因此结构设计可以说是一个优化问题[7-8].即在保证方案达到某些性能目标并满足一定约束条件的前提下，通过改变某些设计变量，使得结构系统性能达到最期望的目标[9].例如，在结构满足变形、重量要求的前提下，通过改变某些设计变量，使得结构的刚度最大.采用系统拓扑优化的思路，以数学规划为理论基础，将设计问题的物理模型转化为数学模型，运用最优化的数学方法进行系统求解，在充分考虑多种设计约束的前提下寻求满足预定目标的最佳设计[10-12].优化设计有3要素，即设计变量、约束条件和优化目标[13].淤设计变量是在优化过程中发生改变从而提高性能的一组参数.如结构实体区域的单元密度即是典型的结构优化问题中的设计变量.于约束条件是对设计的限制，是对设计变量和其他性能的要求.如结构的一阶固有频率不得低于90Hz 、结构重量不超过45kg 等，即是对约束条件的具体表述.盂优化目标即是要求的最优设计性能.如结构某部位变形量最小等.考虑到目前的设计分析手段和计算规模限制，本文仅采用单目标优化方法.优化设计的数学模型可表述为：最小化：f （X ）=f （x 1，x 2，…，x n ）约束条件：g j （X ）臆0j =1，2，…，m h k （X ）=0k =1，2，…，m h x i L 臆x i 臆x i U i =1，2，…，n 式中：X =x 1，x 2，…，x n 为设计变量；f （X ）是目标函数；第一类约束条件g （X ）是不等式类型的约束函数；第二类约束条件h （X ）是等式类型的约束函数；第三类约束条件x i 是范围类型的约束函数.在采用有限元方法进行结构优化设计工作中，目标函数、约束函数都是从有限元分析中获得的结构响应.设计变量依赖于优化类型，在拓扑优化中，设计变量一般为结构单元的密度[14-15].本文采用了变密度法结构拓扑算法[16-17].其基本思想是：人为假定有限元密度和材料物理属性之间的某种对应关系（如50%密度的有限元提供50%的质量贡献和25%的刚度贡献），以连续变量的密度函数形式来表达这种对应关系，然后运用数学规划法或优化准则法进行求解.本文采用了变密度法的主要插值模型，“带惩罚指数的固体各向同性微结构模型”（SIM 模型），进行结构拓扑研究.本方法可以实现考虑多种约束条件（如重量、重心、固有频率、应力、稳定性、制造性等）下的结构刚度、强度和动力特性设计，并且能够完成多材料配系、多载荷工况等复杂要求的结构设计工作[18].在采用本方法进行结构拓扑求解时，其具体步骤为：淤采用有限元法分析结构响应；于收敛判断；盂设计灵敏度分析；榆利用灵敏度信息得到近似模型，并求解近似优化问题；虞返回第淤步.在判定迭代计算是否收敛时，用到了以下2种准则，即规则收敛与软收敛，满足任意一种即判定计算收敛：（1）相邻两次迭代目标函数值的变化小于目标图1支撑筒初步设计Fig.1Preliminary design of support tube卢晓明，等：空间望远镜主次镜支撑筒结构优化设计85--. All Rights Reserved.第37卷天津工业大学学报容差（本文设定为0.5%），并且约束条件违反率小于1%时，即达到规则收敛.此类收敛在工程上的一种常见表述方式为：方案闭合.（2）相邻两次迭代的设计变量变化很小或没有变化时，达到软收敛.软收敛区别于规则收敛的典型特征为：其优化结果无法全部满足所有约束条件.此类收敛在工程上一般称为：方案无法闭合.如果要在软收敛结论的基础上获得规则收敛，需要根据计算过程数据判定影响方案成立主要的影响因素，并在总体指标要求上进行相应的妥协，妥协量可通过相应的研究方法定量确定[19-20].结构的拓扑优化过程经历了102步迭代，并成功收敛.图2、图3、图4分别展示了若干迭代过程的示意图.从拓扑优化结果可以看出，结构的主要承载区在镜筒的上下法兰区域、上法兰靠下的环形区域、次镜支架远离中性面的区域、以及中央连接环部位.在结构几何设计时，应重点针对这些部位开展加强设计.3结构影响因素研究结构设计重点参考了拓扑优化设计结果中单元密度高于0.3的区域.将拓扑优化结果转换为通用中转格式，并导入到几何设计软件中[23].本章节主要针对筒壁参数、加强环参数、次镜镜架参数等主要结构组件对结构性能的影响进行规律性分析.3.1支撑筒壁厚参数分别研究了筒壁壁厚为2、4、6mm 时，结构的重量、中央连接环变形量和一阶频率的变化规律，具体结果如表1所列.由表1可见，壁厚越大，质量越大，变形越小，一阶频率越高.3.2支撑筒变壁厚筒壁参数考虑到筒壁在X-Y 平面内受重力振动激励时，结构为典型的悬臂形式.对于这种结构，加强固定端的刚度，减小悬臂端的重量，能够有效减小结构的静力变形.于是考虑变壁厚筒壁的参数研究，即从下部到上部的筒壁壁厚逐渐减小，这样既满足悬臂结构的刚度分布，同时相比于一致壁厚的情况又能够有效地减轻结构重量.分别研究不同的变壁厚组合下筒体结构的重量、中央连接环变形量和一阶频率的变化规律，具体结果如表2所列.由表2可见，在一定范围内，靠近主镜部分壁厚越大，变形越小；靠近次镜部分壁厚越小，变形越小，一阶频率越高.图2第5迭代步结果Fig.2The 5th iteration result图3第50迭代步结果Fig.3The 50th iteration result图4第102迭代步结果Fig.4The 102th iteration result表1不同筒壁参数对结构性能的影响Tab.1Influence of different wall parameters on structureperformance壁厚/mm质量/kg 变形/滋m 一阶频率/Hz217.430.5076.4429.713.2107.4642.109.2114.3表2不同变壁厚参数对结构性能的影响Tab.2Influence of different wall thickness parameters onstructure performance壁厚*/mm 质量/kg 变形/滋m 一阶模态频率/Hz8、6、444.810.7118.56、4、232.413.2091.44、4、227.223.2088.16、4、434.912.4111.586--. All Rights Reserved.第4期3.3次镜镜架壁厚参数为研究次镜镜架壁厚参数对结构的影响，建立了次镜镜架结构的简化模型，分别研究不同壁厚参数对结构性能的影响规律.模型中次镜镜架三爪远端为固支约束.分别研究了次镜镜架壁厚为5、7、9mm 时，结构的质量、中央连接环变形量和一阶频率的变化规律，具体结果如表3所列.由表3可见，壁厚越大，质量越大，变形越小，一阶频率越高.3.4次镜镜架材料参数建立了次镜镜架结构的简化模型，分别研究C/SiC 复合材料镜架和SiC/SiC 复合材料镜架对结构性能的影响规律.模型中次镜镜架三爪远端为固支约束.当镜架壁厚同为9mm 时，C/SiC 和SiC/SiC 复合材料镜架结构的重量、中央连接环变形量和一阶频率的变化规律如表4所列.由表4可见，当镜架材料替换为SiC/SiC 时，质量增加约1kg ，3个方向重力工况下的变形量均降低50%左右，一阶频率提升约35.2%.4优化后方案根据上述结构参数研究结果，结合C/SiC 材料的特点，以及工艺成型技术，对实际结构开展了设计和分析工作.根据分析，支撑筒筒体选用C/SiC 材料，壁厚从下到上分别为6mm 、4mm 、2mm ，次镜镜架选用SiC/SiC 复合材料，镜架壁厚为9mm.对优化后方案进行了结构性能分析，其重量为47.4kg ，径向变形与轴向变形为14.5滋m 与14.3滋m ，一阶模态为114.8Hz.相比初始方案，质量提高了14.5%，径向与轴向变形量分别减小了34.3%和37%，模态提高了42.8%.5结论初始方案设计中，支撑筒构件的主要问题是次镜镜架刚度偏低，本文针对这一问题进行优化设计，在结构优化时，采用了无源结构拓扑优化的手段，获得了镜筒结构的主要传力路线、确定了结构设计目标.进而针对镜筒主要结构参数开展了影响因素研究，并详细设计了具体方案，优化后质量为47.4kg ，径向变形与轴向变形为14.5滋m 与14.3滋m ，一阶模态为114.8Hz.相比初始方案，质量提高了14.5%，径向与轴向变形量分别减小了34.3%和37%，模态提高了42.8%.本文完成了1m 口径主次镜望远镜支撑筒结构的优化设计，提高了整体性能，研究工作可为空间相机大口径望远镜支撑筒的设计提供参考和借鉴.参考文献：[1]李积慧，韩双丽，王家骐，等.空间相机的热分析与热控制技术[J].光学精密工程，1999（6）：36-41.LI J H ，HAN S L ，WANG J Q ，et al.Thermal analysis and thermal control techniques of space camera[J].Optics and Pre原cision Engineering ，1999（6）：36-41（in Chinese ）.[2]曾春梅，余景池，郭培基.2m 超轻高精度SiC 分块镜的设计[J].红外与激光工程，2012，41（11）：3034-3039.ZENG C M ，YU J C ，GUO P J.Design of ultra-lightweight and high precision 2m SiC segmented mirror[J].Infrared and Laser Engineering ，2012，41（11）：3034-3039（in Chinese ）.[3]郭万存，吴清文，杨近松，等.2m 主镜主动支撑优化设计[J].红外与激光工程，2013（6）：1480-1484.GUO W C ，WU Q W ，YANG J S ，et al.Optimum design of active supporting system for a 2m primary mirror [J].Infrared and Laser Engineering ，2013（6）：1480-1484（in Chinese ）.[4]伞兵，李景林，孙斌.空间相机大口径反射镜轻量化技术及应用[J].红外与激光工程，2015（10）：3043-3048.SAN B ，LI J L ，SUN B.Light-weight technology and its appli原cation of large-aperture mirror in space camera[J].Infrared and Laser Engineering ，2015（10）：3043-3048（in Chinese ）.[5]ROBICHAUD J L.SiC optics for EUV ，UV ，and visible spacemissions [C]//Future EUV/UV and Visible Space Astrophysics Missions and Instrumentation.[s.l.]：International Society for Optics and Photonics ，2003：39-49.[6]ANAPOL M I ，GARDNER L R ，TUCKER T W ，et al.Light-weight 0.5-m silicon carbide telescope for a geostationary earthobservatory mission[C]//Proceedings of SPIE.[s.l.]：The Inter原表3不同次镜镜架壁厚对结构性能的影响Tab.3Influence of wall thickness of different mirrorframes on structure and properties壁厚/mm质量/kg 变形/滋m 一阶模态频率/Hz5 2.620.93060.87 3.660.67084.994.710.53109.0表4不同次镜镜架材料对结构性能的影响Tab.4Influence of different mirror frame materials onstructural properties材料壁厚/mm质量/kg X-Y 向重力变形/滋mZ 向重力变形/滋m 一阶模态频率/Hz C/SiC9 3.77 1.20 4.8080.6SiC/SiC94.710.532.4109.0卢晓明，等：空间望远镜主次镜支撑筒结构优化设计87--. All Rights Reserved.第37卷天津工业大学学报natio-nal Society for Optical Engineering，1995：2543. [7]SEIN E，TOULEMONT Y，DENY P，et al.A new generation of large SIC telescopes for space applications[C]//Proceedings of SPIE.[s.l.]：The International Society for Optical Engineer原ing，2004：83-95.[8]韩媛媛，张宇民，韩杰才，等.国内外碳化硅反射镜及系统研究进展[J].材料工程，2005（6）：59-63.HAN Y Y，ZHANG Y M，HAN J C.Development of the sili原con carbide mirror and system in the world[J].Journal of Mate原rials Engineering，2005（6）：59-63（in Chinese）. [9]MOON I K，HAN I W，CHANG B S，et al.Design study of a KAO telescope with a1-rn double arch prirnary mirror[J]. Optomechanical&Precision Instrument Design，1995，2542：154-166.[10]CHO M K，LI C，WONG W Y，et al.Design study of the GNIRS bracket structure[C]//Proceeding of SPIE.[s.l.]：Inter原national Society for Optics Engineering，1998：3354. [11]GALLAGHER D，BERGSTROM J，MARTIN B，et al.Ove-rview of the optical design and performance of the high resolu原tion science imaging experiment（HiRISE）[C]//Current De原velopments in Lens Design and Optical Engineering VI.[s.l.]：[s.n.]，2005：58740K-58740K-10.[12]NELLA J，ATCHESON P D，ATKINSON C B，et al.James webb space telescope（JWST）observatory architecture and performance[J].Proc SPIE，2004，5487（1）：576-587. [13]汪宝旭，伍凡，蒋世磊，等.卡式红外光学系统光机分析及结构优化[J].红外与激光工程，2012，41（7）：1872-1878. WANG B X，WU F，JIANG S L.Optomechanical analysis and structure optimization of infrared Cassegrain optical system[J]. Infrared and Laser Engineering，2012，41（7）：1872-1878（in Chinese）.[14]张锐，陈志远，杨世模，等.空间太阳望远镜主镜支撑结构的优化设计[J].光学技术，2007（1）：23-26. ZHANG R，CHEN Z Y，YANG S M，et al.Optimize and re原design the primary mirror supporting system of space solar tele原scope[J].Optical Technique，2007（1）：23-26（in Chinese）.[15]李志来.长焦距空间相机主次镜间桁架支撑结构设计[J].激光与红外，2012，42（1）：89-93.LI Z L.Truss support structure design between primary mirror and secondary mirror in long focal length space camera[J]. Laser&Infrared，2012，42（1）：89-93（in Chinese）. [16]袁健，沙巍，陈长征，等.空间相机桁架式支撑结构的集成优化设计[J].红外与激光工程，2015（12）：3661-3666. YUAN J，SHA W，CHEN C Z，et al.Integrated optimizationdesign of truss-supporting structure for space camera[J].In原frared and Laser Engineering，2015（12）：3661-3666（in Chi原nese）.[17]周超.大口径望远镜系统建模及仿真分析研究[D].长春：中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所），2011.ZHOU C.Modeling and simulation analysis of large aperture telescope system[D].Changchun：Changchun Institute of Op原tics，Fine Mechanics and Physics，Chinese Academy of Sci原ences，2011.[18]李伦.潜艇平面舱壁新型节点力学特性及优化研究[D].北京：中国舰船研究院，2012.LI L.Study on mechanical characteristics and optimization of new type joint of submarine bulkhead[D].Beijing：China Ship Research and Development Academy，2012（in Chinese）. [19]严君，杨世文.基于Optistruct的碳纤维复合材料包装箱结构优化设计[J].玻璃钢/复合材料，2012（2）：12-16. YAN J，YANG S W.Structure design of carbon fiber compos原ite package-case based on optistruct optimization technology [J].Fiber Reinforced Plastics/Composites，2012（2）：12-16（in Chinese）.[20]王兆伟，孙国岭.基于拓扑技术的飞行器结构快速优化设计方法研究[J].航天制造技术，2017（5）：15-17. WANG Z W，SUN G L.Study of vehicle structural design based on topology optimization technology[J].Aerospace Man原ufacturing Technology，2017（5）：15-17（in Chinese）. [21]卜鹤群.多工况下连续体结构拓扑优化的基结构方法[D].南京：南京航空航天大学，2012.BU H mon-substructure approach of structural topology optimization under multiple loading cases[D].Nanjing：Nan原jing University of Aeronautics and Astronautics，2012（in Chi原nese）.[22]徐龙.基于极限工况载荷的车身静态强度分析及优化设计[D].长沙：湖南大学，2011.XU L.Static strength analysis and optimization design of vehi原cle body based on ultimate load[D].Changsha：Hunan Univer原sity，2011（in Chinese）.本文引文格式：卢晓明，贾建军，周成林，等.空间望远镜主次镜支撑筒结构优化设计[J].天津工业大学学报，2018，37（4）：84-88. LU X M，JIA J J，ZHOU C L，et ponent design on telescope with1m-caliber space camera[J].Journal of Tianjin Polytechnic University，2018，37（4）：84-88（in Chinese）88--. All Rights Reserved.。