拼合鏡面望遠(yuǎn)鏡的低溫微位移促動器研究.pdf

1、天文學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展需要大口徑的天文望遠(yuǎn)鏡，大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡具有更高的分辨率和靈敏度。主動反射面技術(shù)為制造大口徑射電望遠(yuǎn)鏡反射面奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，其采用較小口徑的子面板拼合成具有一定面形精度的反射面。為了使反射面的面形精度達(dá)到射電望遠(yuǎn)鏡的成像要求，每個(gè)子面板都需要微位移促動器進(jìn)行支撐和調(diào)節(jié)。微位移促動器作為子面板的支撐和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是主動反射面技術(shù)中的核心部件，是一種精密的直線位移輸出裝置。南極Dome A地區(qū)具有優(yōu)秀的天文觀測條件，被公認(rèn)

2、為是地球上最優(yōu)秀的光學(xué)/紅外天文學(xué)觀測地點(diǎn)，而且非常適合亞毫米波和太赫茲天文學(xué)觀測。在南極地區(qū)建造大型射電望遠(yuǎn)鏡將顯著促進(jìn)我國極地天文科學(xué)的發(fā)展，同時(shí)也將對極端臺址條件下的微位移技術(shù)帶來前所未有的挑戰(zhàn)。因此開展用于主動反射面技術(shù)的低溫微位移促動器的研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu)形式的低溫微位移促動器，并對其進(jìn)行了精度分析；接著分析了低溫對材料性能的影響，據(jù)此選擇合適的促動器結(jié)

3、構(gòu)材料，并建立了促動器的有限元模型，對促動器進(jìn)行了相關(guān)的線性靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。其次，對低溫微位移促動器進(jìn)行了詳細(xì)的溫度場分析和熱力耦合分析。先對促動器的南極使用環(huán)境進(jìn)行分析，得到使用環(huán)境中的熱載荷，通過仿真計(jì)算，得到了促動器在使用環(huán)境下的溫度曲線和溫度場；然后根據(jù)得到的溫度場，對促動器進(jìn)行熱力耦合分析，獲得促動器在南極使用環(huán)境下的變形和應(yīng)力，據(jù)此校核了促動器的強(qiáng)度。最后，進(jìn)行了促動器性能測試實(shí)驗(yàn)。使用長度計(jì)對促動器的輸出位移進(jìn)行檢測