科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
传统的空间反射镜存在研制周期长、成本高的问题，为了缩短反射镜的研制周期并节约成本，将拓扑优化与增材制造技术相结合，以满足反射镜面形精度要求为前提，对高轻量化率的反射镜结构进行了拓扑优化设计与增材制造。首先，在确定反射镜材料和初始参数后，建立了反射镜的拓扑优化数学模型，并在拓扑优化中引入了可制造性约束，获得了满足面形精度要求的反射镜背部创新加强筋结构；然后，对反射镜模型进行了有限元分析，分析了缩比模型与原尺寸模型的等效性；最后，采用选区激光熔化技术，以AlSi10Mg铝合金粉末为材料，进行了反射镜缩比模型增材制造试验。研究结果表明：在自重载荷下，光轴竖直方向裸镜面形精度达到峰谷值164.3 nm,均方根值27.6 nm,优化后的反射镜质量为4.75 kg,轻量化率达到了85%,实现了反射镜高轻量化率设计；采用增材制造技术后，获得了高度还原拓扑优化反射镜结构的效果，可为空间反射镜的高效研制提供参考。
-
单位中国科学院长春光学精密机械与物理研究所; 机电工程学院; 长春工业大学
