经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化

摘要：

为了获得轴向支撑结构对经纬仪大口径主镜面形的影响规律，对主镜轴向支撑结构进行了结构拓扑优化设计及参数化分析。首先，采用接触边界条件方法建立了详细的主镜支撑系统有限元模型，对主镜初始支撑结构下的面形误差进行仿真分析，获得主镜初始支撑结构下光轴水平及光轴竖直状态下主镜的面形RMS值。然后，应用4D干涉仪对主镜径向支撑状态下的面形RMS进行了检测，有限元仿真得到的主镜面形RMS值与实验结果的偏差为13.2%，证明了仿真方法的准确性。最后，对主镜轴向支撑结构进行了结构拓扑优化，并根据拓扑优化结果建立新的主镜轴向支撑结构模型，对其重要尺寸进行了参数化分析。优化的主镜支撑结构的主镜面形误差明显优于初始结构：轴向支撑状态下主镜面形误差的RMS值由11.49 nm提升至8.38 nm。该研究可以为主镜支撑结构的设计提供重要参考。

关键词：经纬仪、主镜、支撑结构、有限元、面形误差

所属期刊栏目：45

分类号：TH74(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金51275504

在线出版日期：2016-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：132-137