光學系統(tǒng)熱環(huán)境對尺寸穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、本文結合大型空間光學遙感器光學系統(tǒng)的熱環(huán)境尺寸穩(wěn)定性研究工作，闡述了運用光、機、熱一體化設計方法對空間光學遙感器進行熱設計的重要性，及其對工程設計工作的指導意義。對目前國內(nèi)外光學遙感器熱設計及熱控制技術進行了介紹，比較了目前常用的幾種熱分析評價方法，采用熱光學集成分析法對空間光學遙感器進行熱分析。 結合航天器在軌熱分析理論，使用I-DEAS熱仿真軟件建立了光學遙感器光學系統(tǒng)的熱計算模型，計算了其在太陽同步軌道冬至和春分兩個工況

2、下的溫度場，得到了影響溫度場的主要因素，提出了熱控制的原則；在基于熱一結構耦合理論基礎上，使用MSC Patran軟件建立了遙感器主鏡中心鏡以及分塊鏡組件的有限元模型；計算了不同三點約束位置下中心鏡的熱變形，比較得到了約束位置對中心鏡熱變形的影響規(guī)律，確定了對中心鏡熱變形影響最小的約束位置；計算了不同溫度梯度和熱浸透溫度下中心鏡的熱變形，分析了不同溫度環(huán)境對鏡面變形的影響，得到了不同溫度環(huán)境對中心鏡的尺寸穩(wěn)定性的影響規(guī)律：通過計算兩種不

3、同材料的中心鏡的熱變形，發(fā)現(xiàn)材料的熱膨脹系數(shù)是對中心鏡的熱變形影響最大的因素。這些為光學系統(tǒng)的熱控提供了分析依據(jù)。結合光、機、熱集成分析方法，闡述了Zemike多項式的擬合原理和方法；采用非球面二次曲面方程對不同溫度環(huán)境下的中心鏡熱變形進行了擬合，得到了相應的曲面方程，為進一步的光學分析提供輸入條件，得到了不同溫度環(huán)境對曲面方程頂點曲率半徑的影響程度。 目前國內(nèi)對光、機、熱集成分析的方法還未大力開展，本文在這方面進行了嘗試，在