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

1、本文結(jié)合大型空間光學(xué)遙感器光學(xué)系統(tǒng)的熱環(huán)境尺寸穩(wěn)定性研究工作，闡述了運(yùn)用光、機(jī)、熱一體化設(shè)計方法對空間光學(xué)遙感器進(jìn)行熱設(shè)計的重要性，及其對工程設(shè)計工作的指導(dǎo)意義。對目前國內(nèi)外光學(xué)遙感器熱設(shè)計及熱控制技術(shù)進(jìn)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(xué)集成分析法對空間光學(xué)遙感器進(jìn)行熱分析。 結(jié)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(xué)遙感器光學(xué)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(jié)構(gòu)耦合理論基礎(chǔ)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(xué)系統(tǒng)的熱控提供了分析依據(jù)。結(jié)合光、機(jī)、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(jìn)行了擬合，得到了相應(yīng)的曲面方程，為進(jìn)一步的光學(xué)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(jī)、熱集成分析的方法還未大力開展，本文在這方面進(jìn)行了嘗試，在