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空间反射镜组件作为反射式空间相机的重要组成部分,其反射镜的轻量化形式、材料选用、支撑方式对空间相机的成像质量有着直接影响。为了提高反射镜的轻量化率及保证反射镜的面形精度,本文运用理论分析、经验设计、有限元分析等方法,以口径Φ350mm反射镜为例进行了轻量化设计与分析;对不同口径反射镜的支撑方案进行了对比研究;为了保证反射镜组件具有足够的动态刚度,对其进行了动力学响应分析与试验,具体研究内容如下:对反射镜四种轻量化孔及背部开口形式进行了结构设计、有限元分析及反射镜球面面形精度计算。结果表明三角形轻量化孔具有最高的结构刚度,四边形孔最差,六边形、扇形孔介于三角形与四边形孔之间;不同背部开口形式的反射镜刚度从高到低依次为背部封闭式、背部半封闭式、背部开放式。对反射镜的镜体厚度、镜面厚度、支撑孔壁厚、轻量化筋板不同位置厚度进行了参数优化。根据以上轻量化分析,对Φ350mm反射镜进行优化改进后,其相对初始结构质量由6.27Kg降为3.39Kg,实现减重2.88Kg,质量降低45.9%;在X、Y、Z向1g重力作用下,面形精度相对于初始结构分别提高10%、6.67%、35.53%,均满足设计指标RMS≤12.66nm、PV≤63.28nm(RMS≤λ/50,PV≤λ/10,λ=632.8nm)的要求。对不同口径及材料的反射镜采用中心支撑方案进行了分析研究,确定了中心支撑方案对圆形反射镜口径的适用范围。对背部三点支撑方案中的柔性铰链结构进行了理论分析、结构设计、有限元计算、参数优化,发现柔性铰链的壁厚增加、柔性铰链臂长缩短都有利于反射镜面形精度提高。通过有限元计算及试验测试对背部支撑方案适用范围进行了研究,确定了背部三点支撑方案适用于圆形反射镜口径可达Φ1.5m。为了探究背部三点支撑方案在其它形状反射镜的支撑效果,设计了背部三点支撑的长条形反射镜组件,同样获得了良好的面形精度。对某口径Φ1.2m长条形反射镜组件进行了动力学响应分析与试验。试验测得反射镜组件一阶固有频率255Hz,有限元分析误差为1%;在0-100Hz频段内柔性铰链最大应力值为171MPa,反射镜加速度放大倍数为1.3远小于鉴定要求10的标准;对反射镜组件在在0-2000Hz频段进行随机振动分析,加速度功率谱输出、输入响应比满足3σ安全准则;表明长条形反射镜组件具有足够的动态刚度。