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超大口径光学制造均力支撑布局优化
  • ISSN号:0253-2239
  • 期刊名称:光学学报
  • 时间:2014.4.10
  • 页码:233-239
  • 分类:O439[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理] TH161.14[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033, [2]中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室,吉林长春130033, [3]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家973计划(201ICB013205)、国家自然科学基金(61210015)
  • 相关项目:大口径离轴高次非球面加工和检测基础研究
中文摘要:

为降低支撑控制难度和节约制造成本,同时又保证在线光学加工检测所需的支撑精度,提出超大口径反射镜的支撑布局优化方法。研究支撑状态下的反射镜面形精度,解决面形拟合和优化目标提取的问题;以斜率均方根(SlopeRMS)为目标建立非圆形口径的超薄反射镜加工支点布局优化模型,使其具备自适应有限元分析的功能;针对工程中大量使用的轻量化反射镜,设计出适应其几何变化的支撑转换结构,并展开以面形均方根(RMS)误差为目标的支点位置的优化设计;通过30 m口径望远镜(TMT)第三镜和某2 m口径反射镜的支撑布局优化,验证了所采用方法的效果。算例结果表明,所提方法具有较好的几何适应性,布局优化后支撑系统的精度满足超大口径反射镜的光学制造要求。

英文摘要:

When fabricating ultra-large aperture mirrors, it′s always very crucial to reduce the control difficulty and to lower the cost of the support system while providing the support accuracy required for on-line fabrication and testing. For this purpose, layout optimization method of supporting points for the equal-force support system is proposed. Firstly through surface fitting, surface figure accuracy of supported mirror is analyzed, and the objectives for layout optimization are auto-updated. Afterward support layout optimization, whose model has the capability of adaptive finite element analysis, of arbitrary-shaped thin flat mirrors is carried out. Sequentially load transfer structure for lightweight mirrors, which are widely used, is designed and the support location within each transfer is optimized. Finally the optimization method is applied to 30 m telescope (TMT) tertiary mirror and a 2-m aperture mirror. Results show that the proposed method has the required accuracy for the optical fabrication of ultra-large mirrors.

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期刊信息
  • 《光学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:曹健林
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:aos@siom.ac.cn
  • 电话:021-69916837
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2239
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1252/O4
  • 邮发代号:4-293
  • 获奖情况:
  • 1992年中科院优秀期刊二等奖,1996年第二届上海市优秀期刊评比一等奖,2000年中科院优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33570