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经纬仪主镜在支撑系统下的面形变化

赵天骄 乔彦峰 孙宁 谢军

赵天骄, 乔彦峰, 孙宁, 谢军. 经纬仪主镜在支撑系统下的面形变化[J]. 中国光学(中英文), 2017, 10(4): 477-483. doi: 10.3788/CO.20171004.0477
引用本文: 赵天骄, 乔彦峰, 孙宁, 谢军. 经纬仪主镜在支撑系统下的面形变化[J]. 中国光学(中英文), 2017, 10(4): 477-483. doi: 10.3788/CO.20171004.0477
ZHAO Tian-jiao, QIAO Yan-feng, SUN Ning, XIE Jun. Surface deformation of theodolite primary mirror under the support system[J]. Chinese Optics, 2017, 10(4): 477-483. doi: 10.3788/CO.20171004.0477
Citation: ZHAO Tian-jiao, QIAO Yan-feng, SUN Ning, XIE Jun. Surface deformation of theodolite primary mirror under the support system[J]. Chinese Optics, 2017, 10(4): 477-483. doi: 10.3788/CO.20171004.0477

经纬仪主镜在支撑系统下的面形变化

doi: 10.3788/CO.20171004.0477
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51275504

详细信息
    作者简介:

    赵天骄(1991-), 女, 吉林长春人, 硕士研究生, 主要从事主镜支撑系统设计与仿真分析的研究。E-mail:zhaotjhit@163.com

    乔彦峰(1962-), 男, 吉林长春人, 研究员, 博士生导师, 主要从事光电测量方面的研究

    通讯作者:

    乔彦峰, E-mail:qiaoyf@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TH743

Surface deformation of theodolite primary mirror under the support system

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 51275504

More Information
  • 摘要: 为研究在重力作用下主镜支撑系统对经纬仪主镜处于不同工作角度时面形误差的影响,以600 mm口径主镜为研究对象,利用Abaqus软件分别建立了600 mm主镜在加工状态下和工作状态下的有限元支撑模型,并进行了重力变形分析,然后借助4D干涉仪对在不同支撑系统下的主镜进行相关的面形检测。实验结果表明,在吊带支撑系统和主镜室支撑系统下,主镜的自身面形误差RMS为16.18 nm和16.90 nm。利用有限元分析了理想状态的主镜在不同仰角工况下的面形误差,结合主镜自身的面形误差,计算得到了主镜面形误差在光轴由水平变化到竖直的过程中逐渐变大,其RMS最大为19.58 nm,表明该主镜室支撑系统具有良好支撑效果,可满足工程要求,同时也验证了主镜室支撑系统有限元理论模型的准确性。

     

  • 图 1  吊带支撑的有限元模型

    Figure 1.  Finite element model of strip support

    图 2  吊带支撑下主镜的位移变化云图

    Figure 2.  Displacement pattern of primary mirror under strip support

    图 3  600 mm主镜支撑结构排布方式

    Figure 3.  Support structure configuration of 600 mm primary mirror

    图 4  主镜室支撑系统的有限元模型

    Figure 4.  Finite element model of primary mirror chamber support system

    图 5  光轴水平时主镜的位移变化云图

    Figure 5.  Displacement pattern of primary mirror when optical axis is horizontal

    图 6  不同仰角下主镜的面形误差RMS

    Figure 6.  Surface deformation error RMS of primary mirror at different elevation angles

    图 7  (a)吊带支撑系统下和(b)主镜室支撑系统下检测到的主镜面形

    Figure 7.  Primary mirror surface tested at (a) strip support system and (b) primary mirror chamber support system

    图 8  主镜在(a)吊带支撑系统和(b)主镜室支撑系统下的自身面形云图

    Figure 8.  Surface deformation pattern of primary mirror at (a) strip support system and (b) mirror chamber support system

    图 9  主镜在实际工作状态下的面形误差RMS

    Figure 9.  Surface deformation error RMS of primary mirror in working state

    表  1  主镜的材料属性

    Table  1.   Material parameters of primary mirror

    材料 杨氏模量
    E/MPa
    密度ρ/
    (kg/mm3)
    泊松比μ
    微晶玻璃 90 300 2 530 0.24
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    表  2  铁镍合金4J32和橡胶的材料参数

    Table  2.   Material parameters of iron-nickel alloy 4J32 and rubber

    材料 杨氏模量
    E/MPa
    密度ρ/
    (kg/mm3)
    泊松比μ
    4J32 141 000 8 100 0.25
    橡胶 7.84 1 000 0.49
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-20
  • 修回日期:  2017-04-03
  • 刊出日期:  2017-08-01

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