膜基反射鏡靜電成形機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、膜基反射鏡以厚度僅為幾十微米的柔性聚合物薄膜作為反射鏡基坯，并通過適當(dāng)方式形成所需的曲面面形，它具有重量超輕、可折疊／展開和成本低等特點(diǎn)。利用膜基反射鏡作為太空望遠(yuǎn)鏡主鏡，是大口徑、超輕型未來空間光學(xué)系統(tǒng)的最新研究方向之一。 利用靜電場(chǎng)使膜基反射鏡成形是目前最有應(yīng)用前景的膜基反射鏡成形方法之一。本論文在國(guó)內(nèi)率先開展膜基反射鏡靜電成形機(jī)理和實(shí)驗(yàn)研究，以期為今后進(jìn)一步開展大口徑膜基反射鏡及其成形方法的研究提供必要的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

2、 論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。 首先介紹膜基反射鏡的研究意義，簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外膜基反射鏡及其成形方法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 隨后，以彈性力學(xué)和靜電學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)，建立膜基反射鏡靜電成形的理論模型，導(dǎo)出在外加電壓載荷作用下膜基反射鏡面形的泊松方程。結(jié)合相應(yīng)的邊界條件，利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性給出泊松方程的解，并利用MATLAB模擬計(jì)算出在外加電壓載荷作用下反射鏡的面形，給出反射鏡面形和外加電壓載荷的關(guān)系。 根據(jù)

3、膜基反射鏡靜電成形理論，設(shè)計(jì)口徑為200mm的膜基反射鏡靜電成形實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它主要包括薄膜固定支撐結(jié)構(gòu)、電極板裝置以及電壓控制系統(tǒng)三部分。通過選擇適當(dāng)?shù)谋∧す潭ㄖ畏绞?、電極排布方式以及電極大小，以滿足薄膜張力均勻分布的要求，保證靜電場(chǎng)對(duì)膜基反射鏡有足夠的作用面積。對(duì)于電壓控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)偏壓控制分系統(tǒng)和可調(diào)偏壓控制分系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和分析。 建立膜基反射鏡靜電成形原理性實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)采用厚度為36tam的PET薄膜作為基坯的膜