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柔性膜基反射镜成形机理及实验研究

高平

   膜基反射镜技术是一项突破传统望远镜制造技术带来的限制,能够实现大口径、超轻型望远镜制造的技术。膜基反射镜主镜具有面密度低、可折叠/展开和制造成本低等特点,已成为空间望远镜系统的研究热点之一。 本论文开展以大挠度形变柔性薄膜为基坯的膜基反射镜的成形机理和实验研究,主要内容有三个方面: 首先介绍了膜基反射镜技术的研究背景,概述国内外膜基反射镜成形及控制方法的研究现状和发展趋势。 以轴对称圆薄板Karman方程以及钱伟长有关中心部分受载荷作用下的圆薄膜理论为基础,对以大挠度形变柔性薄膜为基坯的膜基反射镜的成形机理展开理论研究,建立薄膜上各点在外加均匀压强作用下的位移方程,计算以PET薄膜为基坯的膜基反射镜中心横截面曲率与外加压强之间的关系曲线、反射镜中心横截面与具有相同F数和口径的理想抛物面中心横截面之间的偏差曲线,分析在不同周边固定条件、不同外加压强作用下膜基反射镜面形变化规律。 在膜基反射镜成形理论分析的基础上,设计了口径100mm、焦距780mm的膜基反射镜成形实验系统,采用预成形、大气负压成形和静电成形相结合的方法控制膜基反射镜面形形变。采用自准直方法获得平行光束,用于测量在不同周边固定条件、不同大气负压以及不同静电场作用下膜基反射镜的焦距,得到了膜基反射镜焦距与大气负压强、静电压的关系曲线,并与理论计算结果进行了比较和分析,由此验证了实验系统和实验方法的可行性,为进一步开展大口径膜基反射镜及其成形方法的研究提供了理论和实验基础。……   
[关键词]:膜基反射镜;大挠度形变;预成形;静电成形;焦距
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:苏州大学2008年