为满足超轻量化光学系统近衍射极限的性能要求,利用先进的CAE仿真与现代高性能SiC制作工艺,研究Φ500mmSiC反射镜的超轻量化反射镜结构.首先,通过对比现有反射镜常用材料和制作工艺,选取反射镜材料.针对圆形对称反射镜结构特性,采用全等刚度设计,结合集成优化方法,设计反射镜结构形式.同时,采用背部支撑结构,完成反射镜组件结构设计.仿真结果表明:主镜质量小于5 kg,面密度小于20 kg/m2.3个方向自重变形下及4℃温升工况下的面形误差(RMS值)均优于λ/50;主镜组件的一阶谐振频率不小于120 Hz,动态响应分析表明最薄弱处应力小于100 MPa.满足反射镜设计要求,轻量化效果显著,结构稳定可靠.
超轻量化 背部支撑 有限元仿真 等刚度设计 集成优化