[发明专利]一种带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法

权利要求书

1.一种带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，其中，所述柔性支撑空间反射镜包括反射镜反射面、柔性支撑结构和反射镜背部及周边结构，所述设计方法包括以下步骤：

建立反射镜反射面的有限元模型；

建立柔性支撑结构的等效模型；

建立反射镜背部及周边结构的等效模型；

优化并组装所述带有柔性支撑的空间反射镜模型；

所述建立柔性支撑结构的等效模型的操作如下：

根据反射镜的设计要求，设计所述柔性支撑结构形式及数量；

采用弹簧单元对每个所述柔性支撑结构进行等效化建模；

提取每个所述柔性支撑结构的接触力-位移曲线和弯矩-转角曲线，并赋值给对应的所述弹簧单元。

2.如权利要求1所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，所述建立反射镜反射面的有限元模型的操作如下：

按照光学设计输入设计指标，确定所述反射镜反射面的形状，其中，所述反射镜反射面采用壳单元进行模拟。

3.如权利要求1所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，所述弹簧单元包括平行设置的六根弹簧，六根所述弹簧的两端分别共节点连接，其中，六根所述弹簧中，三根为拉簧，另外三根为扭簧。

4.如权利要求3所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，所述弹簧采用一维弹簧单元。

5.如权利要求1所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，建立反射镜背部及周边结构的等效模型的操作如下：

根据反射镜的设计要求，设计所述反射镜背部及周边结构形式；

采用梁桁架单元对所述反射镜背部及周边结构进行等效化建模；

提取所述反射镜的静力学及动力学试验数据，生成结构力-位移曲线和力-速度曲线，并赋值给所述梁桁架单元。

6.如权利要求5所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，所述梁桁架单元包括多根梁，所述多根梁相互连接成桁架形式，并建立力-位移关系及力-速度关系。

7.如权利要求5所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，所述力-位移曲线由实际结构力学环境试验和理论推导方式获得；

所述力-速度曲线由实际扫频试验和理论推导方式获得。

8.如权利要求1或5所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，所述反射镜的设计要求包括反射镜口径、面形要求和结构包络要求。

9.如权利要求6所述的带有柔性支撑的空间反射镜的设计方法，其特征在于，优化并组装所述带有柔性支撑的空间反射镜模型的操作如下：

针对所述柔性支撑结构的数量、所述梁的个数和相邻的两个所述梁之间的夹角进行参数优化设计；

生成确定将所述反射镜反射面、所述柔性支撑结构和所述反射镜背部及周边结构进行连接的反射镜简化建模方案；

对所述反射镜反射面的有限元模型、所述柔性支撑结构的等效模型和所述反射镜背部及周边结构的等效模型进行优化求解，保证各连接环节共节点连接。